微电子学专业介绍课件.ppt
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1、内容1. 什么是微电子学?2. 我们的条件是什么?3. 学习什么知识?4. 毕业后去哪里?什么是微电子学? 微(微小、微观)电子学 micro-electronics micro-meter(m) 微电子学的特点包括:(1) 它是电子学的一门分支学科(2) 以实现电路和系统的集成为目的,故实用性极强(3) 其空间尺度通常是以微米(um,1um = 10-6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的(4) 它是信息领域的重要基础学科(5) 微电子学是一门综合性很强的边缘学科,涉及物理、化学、电路理论、信号处理、和计算机等多个学科(6) 微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗
2、、高可靠性是微电子学的发展方向(7) 微电子学的渗透性极强,它可以与其它学科结合而诞生出一系列新的交叉学科,例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等微电子学 学科:理学 门类:电子信息科学类 专业名称:微电子学 业务培养目标:本专业培养掌握微电子学专业所必需的基础知识、基本理论和基本实验技能,能在微电子学及相关领域从事科研、教学、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的高级专门人才。 业务培养要求:本专业学生主要学习微电子学的基本理论和基本知识,受到科学实验与科学思维的基本训练,具有良好科学素养,掌握大规模集成电路及新型半导体器件的设计、制造及测试所必需的基本理论和方法,具有电路分析、工艺
3、分析、器件性能分析和版图设计等的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识; 2掌握固体物理学、电子学和VLSI设计与制造等方面的基本理论和基本知识,掌握集成电路和其它半导体器件的分析与设计方法,具有独立进行版图设计、器件性能分析和指导VLSI工艺流程的基本能力; 3了解相近专业的一般原理和知识; 4熟悉国家电子产业政策、国内外有关的知识产权及其它法律法规; 5了解VLSI和其它新型半导体器件的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及电子产业发展状况; 6掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条
4、件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。 主干学科:电子科学与技术 主要课程:半导体物理及实验、半导体器件物理、集成电路设计原理、集成电路工艺原理、集成电路CAD、微电子学专业实验和集成电路工艺实习等。 主要实践性教学环节:包括生产实习、毕业论文(设计)等,一般安排10-20周。 修业年限:四年 授予学位:理学或工学学士 微电子专业内容专业内容1.1.半导体材料半导体材料:SiSi、GaAsGaAs、ZnSeZnSe2.2.半导体物理:半导体物理:3.3.半导体器件:元器件半导体器件:元器件( (电子和电子和光电子光电子)、集成电)、集成电路路4.4.半导体工艺半导体工艺:
5、制造工艺、测试技术、微机械:制造工艺、测试技术、微机械5.5.计算机辅助器件计算机辅助器件、工艺模拟、工艺模拟6.6.新型器件、微系统的开发新型器件、微系统的开发7.7.设计软件的开发设计软件的开发用什么做?做什么?怎么做?内容1. 什么是微电子学?2. 我们的条件是什么?3. 毕业后去哪里?4. 学习什么知识?我们的条件 50th 五校联办 半导体专业 80th 第一批博士点:半导体物理与半导体器件物理 90th 凝聚态物理(理科二级) 03年 微电子学与固体电子学(工科 二级) 211第一批重点学科(一期二期) 985第一批重点学科(1/9) 1956年,国家制定了年,国家制定了12年科学
6、发展规划,将半导体列为重要发展技术之一。同年在年科学发展规划,将半导体列为重要发展技术之一。同年在北京大学成立了由北京大学成立了由北京大学、厦门大学、南京大学、复旦大学和吉林大学北京大学、厦门大学、南京大学、复旦大学和吉林大学组成的半组成的半导体培训班。导体培训班。1958年,刘士毅、吴伯僖、陈金富老师,以及黄美纯、郑健生、周必年,刘士毅、吴伯僖、陈金富老师,以及黄美纯、郑健生、周必忠等几位首届毕业生回校建立了半导体专业。忠等几位首届毕业生回校建立了半导体专业。 1966年由高教部批准成立了半导体研究室。承担了许多科研项目,国家和地方的重年由高教部批准成立了半导体研究室。承担了许多科研项目,国
7、家和地方的重点或重大科研任务,培养了一批又一批的学生点或重大科研任务,培养了一批又一批的学生 1976年后还培养了相当数量的年后还培养了相当数量的“半导体物理与器件物理半导体物理与器件物理”的硕士生和博士生,的硕士生和博士生, 1996年年 “半导体物理与器件半导体物理与器件”专业改为专业改为“凝聚态物理凝聚态物理”专业专业 2006年年 批准设立批准设立“微电子学与固体电子学微电子学与固体电子学”博士点博士点物理系物理系“微电子学微电子学”专业的基础和优势专业的基础和优势2001年获得年获得“微电子学与固体电子学微电子学与固体电子学”硕士学位授予权,硕士学位授予权,2006年年获得的博士授予
8、权,确定了三个具有特色和优势的研究方向:获得的博士授予权,确定了三个具有特色和优势的研究方向:1. 半导体物理半导体物理2. 集成电路与微电子系统设计、集成电路与微电子系统设计、3. 信息光电子学,信息光电子学, 研究队伍中以获得博士学位的年轻人占多数,主要成员有丰研究队伍中以获得博士学位的年轻人占多数,主要成员有丰富的经验积累和较高的学术水平,已完成一批国内领先、意富的经验积累和较高的学术水平,已完成一批国内领先、意义重大的研究成果;实验设备和实验室条件良好,软件工具义重大的研究成果;实验设备和实验室条件良好,软件工具丰富,图书资料齐全。丰富,图书资料齐全。近五年,在科研方面,物理系在微电子
9、领域承担有国家近五年,在科研方面,物理系在微电子领域承担有国家“973”和和“863”计划课题、国家半导体照明工程计划课题、国家半导体照明工程“十五十五”攻关计划重攻关计划重大任务、国家自然科学基金重大、重点课题和面上项目、福大任务、国家自然科学基金重大、重点课题和面上项目、福建省重大和重点基金项目等建省重大和重点基金项目等90多多项项研究任务,总经费达研究任务,总经费达2000多万元,取得许多重要成果。其中有的多万元,取得许多重要成果。其中有的获得省部级奖励获得省部级奖励6项、项、省部级省部级以上鉴定以上鉴定7项、专利项、专利18项、实现产业化项、实现产业化6项,取得显著项,取得显著的经济效
10、益。在国内外重要学术刊物上正式发表论文约的经济效益。在国内外重要学术刊物上正式发表论文约1000篇,其中被篇,其中被SCI收录收录300多多篇篇、被、被EI收录收录200多多篇篇。出版专著几。出版专著几部。部。一 我校进入“211工程” 500万元 “信息光电子材料与信息技术”被确定为重点学科之一,在“211工程”建设基金的资助下,物理系建立了“211工程”重点实验室,主要建设微电子材料和器件的设计、制备、测试研究。二 “211工程”二期,1100万元, 用于“信息光电子材料与信息技术”的补充三 “211工程”十一五 投入是2000万元,形成微电子的完善工艺四 “985” 投入 “萨本栋微机电
11、研究中心”, 一期(2000年-2003年)3500多万, 中心建立以硅为基础的微电子机械加工工艺实验室和微电子设计研究室,有先进的集成电路平面工艺和测试所需的设备及设计环境和软件工具,为微电子学科研和教学提供了一 个良好的基地。 “985”第二期(2004年-2006年) 计划投 入建设经费3000万。 一 “光子学研究中心” ,已投入2100多万元建设经费, 建设有英国Thomas Swan科学仪器公司GaN 金属有机化学气相沉积系统(MOCVD)、国内组装的激光诱导双生长室超高精度化学气相沉积系统(UHV-CVD)、德国Omicro公司分子束外延(MBE)、美国的高精度光学镀膜机等半导体
12、光电子材料与器件生长系统。以 “光子学研究中心”为依托的“光电信息材料与器件”已批准列为“985”第二期重点项目,计划投入建设经费6000万。近几年微电子的投入,“211”和“985” 在物理系系从事半导体工作的在职教师和在物理系系从事半导体工作的在职教师和实验技术人员实验技术人员30多位,其中近二分之一是多位,其中近二分之一是获得博士学位的年轻教师。获得博士学位的年轻教师。 目前在物理系从事微电子领域教学与科目前在物理系从事微电子领域教学与科 研的主要教授有:研的主要教授有: 王启明教授王启明教授 院士。自70年代以来,一直致力于半导体光电子学领域的研究。现正参与主持国家自然科学基金委重大研
13、究计划项目“网络与信息安全”和承担国家重点基础研究规划“支撑高速率、大容量信息光网络系统的光子集成基础研究”项目课题。 余金中教授,余金中教授,博士生导师目前从事的研究领域为:半导体光电子集成和Si基光电子学,正在研究的课题有国家重大基金项目、“863” 项目、“973” 项目等。张保平教授,闽江学者, 吴正云教授,吴正云教授,博士生导师主要从事纳米低维半导体材料及器件的研制和光电性质的研究。康俊勇教授,康俊勇教授,博士生导师。从事半导体光电信息材料科研。 朱贤方教授朱贤方教授 博士生导师。主要研究方向为通过非平衡热力学过程来制备、改性、组装纳米结构和器件。朱梓忠教授朱梓忠教授 博士生导师。研
14、究方向:计算凝聚态物理,主要是从量子力学基本原理的角度出发对材料,特别是各类新材料的物理性质进行理论计算以及计算机的模拟 刘宝林教授刘宝林教授博士生导师。主要从事半导体光电材料和器件的研究,用于半导体照明相关的器件。 陈松岩教授陈松岩教授 主要研究方向为光电集成器件。李成教授李成教授 主要研究方向为Si基发光和光电集成器件。专业发展的主要方向专业发展的主要方向 根据我系的基础和优势,以及对学生业务的培养目标,本专业规划根据我系的基础和优势,以及对学生业务的培养目标,本专业规划三个主要发展方向:三个主要发展方向:1. 1. 半导体的材料研究半导体的材料研究 Si GaN ZnO Si GaN Z
15、nO 在微电子技术发展的过程中,半导体材料一直扮演着一个主要的角在微电子技术发展的过程中,半导体材料一直扮演着一个主要的角色,材料特性是器件特性的基础。本方向培养学生掌握半导体材料的基色,材料特性是器件特性的基础。本方向培养学生掌握半导体材料的基本物理问题:新型材料,如微结构材料、光电集成材料的结构设计、制本物理问题:新型材料,如微结构材料、光电集成材料的结构设计、制备方法与工艺原理;材料特殊性能和新型材料的开发与应用;材料测试备方法与工艺原理;材料特殊性能和新型材料的开发与应用;材料测试与分析;材料制备与加工过程对材料物理特性的影响;材料特性与器件与分析;材料制备与加工过程对材料物理特性的影
16、响;材料特性与器件特性之间的联系;在器件制造过程中常用的一些材料特性检测方法与技特性之间的联系;在器件制造过程中常用的一些材料特性检测方法与技术。同时,培养学生掌握一些现代材料制备与测试设备的基本原理与使术。同时,培养学生掌握一些现代材料制备与测试设备的基本原理与使用方法,例如:磁控溅射机、金属有机化学汽相沉积系统(用方法,例如:磁控溅射机、金属有机化学汽相沉积系统(MOCVD)、)、低压化学汽相沉积系统(低压化学汽相沉积系统(LPCVD)、)、等离子化学汽相沉积系统等离子化学汽相沉积系统(PECVD)、)、真空镀膜机、拉普拉斯缺陷谱仪、光伏谱仪、电化学真空镀膜机、拉普拉斯缺陷谱仪、光伏谱仪、
17、电化学C-V测试仪、测试仪、X光电子能谱仪(光电子能谱仪(XPS)、)、扫描电子显微镜(扫描电子显微镜(SEM)等等。等等。 2.2.集成电路技术集成电路技术 集成电路技术是微电子技术领域中的最重要的技术,它主要包含设计和制集成电路技术是微电子技术领域中的最重要的技术,它主要包含设计和制造技术。集成电路的迅速发展,除了工艺技术、设备、原材料等方面的不断改造技术。集成电路的迅速发展,除了工艺技术、设备、原材料等方面的不断改进以外,采用计算机辅助设计(进以外,采用计算机辅助设计(CAD)或设计自动化(或设计自动化(DA)技术也是重要的技术也是重要的原因之一。本方向培养学生掌握专用集成电路和其他集成
18、器件的原因之一。本方向培养学生掌握专用集成电路和其他集成器件的CAD技术,包技术,包含器件模拟、电路设计、版图设计、验证和测试;掌握集成电路电子设计自动含器件模拟、电路设计、版图设计、验证和测试;掌握集成电路电子设计自动化(化(EDA)软件系统。同时培养学生掌握工艺原理、工艺设备原理和制造方法。软件系统。同时培养学生掌握工艺原理、工艺设备原理和制造方法。 近年来,除了在学校近年来,除了在学校“211工程工程”建设基金资助下引进了可实现全定制集建设基金资助下引进了可实现全定制集成电路(成电路(IC)设计的美国设计的美国Mentor公司公司EDA软件工具外(内含版图设计输入、软件工具外(内含版图设
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