1、1微电子科学与工程专业实验 课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：微电子科学与工程专业实验所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业实验课学分：3（二）课程简介、目标与任务；微电子科学与工程专业实验课主要训练学生的动手能力及解决实际问题的能力，为学生以后走向社会所从事的相关工作打下坚实基础。课程目标与任务：熟练掌握相关的实验设备的操作以及 FPGA 开发板的使用。会利用相关实验设备对半导体器件进行性能表征，包括半导体材料的膜厚，晶体管的输入输出特性，传感器参数表征等。（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程：半导体物理、固
2、体电子器件、普通物理实验关系：半导体物理与固体电子器件是理解半导体器件特性的关键基础课程，在理解半导体器件特性原理的基础上开展微电子专业实验有助于理解实验过程中的一些实验现象。普通物理实验培养了学生的动手能力，使得学生在实验操作方面有一定基础常识，从而有助于更高级的专业实验的开展。（四）教材与主要参考书。自编的微电子专业实验讲义二、课程内容与安排第一个实验：FPGA 设计闪烁灯1、熟悉 verilog HDL 语言的基本语法2、熟悉 Cyclone V 芯片；3、学会 Quartus II 和相关模拟软件 Modesim-Altera 10.3 的应用；4、学会向 Cyclone V 芯片烧录
3、程序。第二个实验：FPGA 设计模式流水灯1、学会程序的时序分析；2、学会if-esle 等语的用法；3、了解 Cyclone V 芯片中各个引脚功能第三个实验：FPGA 设计数码管计数21、学会case 等较为复杂语法应用；2、理解数码管共阳极工作方式，及与LED 不同之处；3、学会设计可以实现较为复杂功能的程序第四个实验：FPGA 设计模块化设计1、学会将复杂功能划分为若干简单功能模块的组合；2、理解主模块与子模块之间的联系以及调用关系；3、学习理解并行操作的思维。第五个实验：敏感与传感器件特性与参数测量1、了解一些电气设备和各种非电量电测传感元件，理解一定非电量电测技术，学会使用常用的测
4、量仪器仪表，掌握基本的非电量电测方法。2、了解PN结温度传感器的特性及工作情况；了解半导体应变计的灵敏度和温度效应；了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会用霍尔传感器做静态位移测试；了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。3、掌握用 CSY10B 型传感器系统实验仪验证和测量各种传感器性能的方法和步骤。第六个实验：薄膜厚度与沟槽深度测量1、熟悉AmbiosTechnology XP-1台阶仪的使用，运用AmbiosTechnology XP-1台阶仪进行简单的参数测量；2、薄膜厚度与沟槽深度测量方法以及对具体参数的分析方法，加深对半导体工艺的了解。第七个实验：集成电路版图设计1、熟悉集成电路
5、的版图设计过程。2、了解相关的版图设计规则和相应的工艺流程。3、熟悉L-Edit制图软件的基本功能和操作过程，能够用L-Edit来绘制一些简单集成电路及分立器件的版图第八个实验：集成电路线路模拟与参数测量1、解和掌握RC 振荡器、差动放大电路、计数器和TTL 逻辑门等电路的基本原理。2、掌握利用DZX1 型电子学综合实验装置测试模拟和数字电路相应参数的方法第九个实验：EbersMoll 模型参数测量1、能够很好的理解和掌握EbersMoll晶体管方程。2、了解并掌握4822型晶体管特性图示仪工作原理和使用方法。3、掌握EbersMoll模型参数的基本测量方法。第十个实验：扩散层参数测量1、学会测量半导体工艺中扩散层厚度的步骤和方法。2、学会利用四探针法测量半导体扩散薄层电阻的步骤和方法。3、学会利用结深和薄膜电阻推导半导体表面杂质浓度。学时分配：每个实验的操作时间为4小时，要求每个实验提前预习，实验结束一周能上交实验报告。（二）内容及基本要求主要内容：半导体器件性能表征的相关实验设备的操作，实验数据的科学处理与分析。利用相关实验设备解决实际生产中的相关问题。3【重点掌握】：利用台阶仪测膜厚的方法以及晶体管图示仪的使用。【掌握】：传感器的性能表征。【难点】：扩散层参数的测量。制定人：田永辉审定人：批准人：日 期：
