《集成电路设计》课程教学大纲

1、集成电路设计教学大纲课程编号：100093404课程名称：集成电路设计高等教育层次：本科课程在培养方案中的地位：课程性质：选修课程类别：Az类别专业基础课程基本模块适用专业：电子封装技术专业开课学年及学期：非强制，建议大学三年级。先修课程（a)必须先修且考试通过的课程，b)必须先修过的课程，c)建议先修的课程）：a) 电路分析基础半导体物理与器件线性代数b)模拟电子技术基础数字电子技术基础c) 无课程总学分：2，总学时:32课程教学形式：普通课程:0课程教学目标（表格只是一种体现相关内容的示例，仅供参考）：课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）教学效果评价（选填项）不及格及格，

2、中良优1.通过理论教学，使学生掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论。完全不掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论，或者仅有碎片化的理解。基本掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论，但是知识掌握和能力形成不全面。较好掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论，但是知识掌握和能力形成稍有欠缺。能够掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论。，知识掌握和能力形成俱佳。2. 通过课堂教学，使学生能够掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光刻

3、、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺。完全不能掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。完全不能掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺。基本可以掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。基本可以掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺。可以掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。可以掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺，但识别和表达稍有不足。完全能够掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。完全掌握集成电路主要

4、晶体管器件的加工工艺，识别和表达能力优秀。3.通过课堂教学和学生自主学习，使学生能够掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算，掌握MOS管的阈值电压、体效应、温度特性、噪音、二阶效应等原理。不能掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算，不能掌握MOS管的阈值电压、体效应、温度特性、噪音、二阶效应等原理。部分掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算，部分掌握MOS管的阈值电压、体效应、温度特性、噪音、二阶效应等原理。可以掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算，可以掌握MOS管的阈值电压、体效应、温度特性、噪音、二阶效应等原理。完全掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成

5、和计算，完全掌握MOS管的阈值电压、体效应、温度特性、噪音、二阶效应等原理。4.通过课堂教学和上机实践，使学生能够掌握基于Cadence平台的Capture 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法；掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析。完全不能掌握基于Cadence平台的Capture 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法；不能掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析。部分掌握基于Cadence平台的Capture 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法，部分掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析。可以掌握基于Cadence平台的Capture

6、 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法；可以掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析。完全能够掌握基于Cadence平台的Capture 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法；完全能够掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析课程教学目标与所支承的毕业要求对应关系（公共平台课无需细化到毕业要求指标点，暂无专业认证需求的专业下表可选填）毕业要求（指标点）编号毕业要求（指标点）内容课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）1.基础知识指标点3.9 了解电子封装技术专业前沿和行业发展趋势，认识本专业对于社会发展的重要性指标点5.1 了解电子制造技术发展历史中

7、重大技术突破的背景与影响课程目标1：通过理论教学，使学生掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论。2.工程知识指标点3.4具有材料科学、工程材料以及材料分析测试的基本知识以及掌握电子制造工艺过程所涉及的各种材料的物理、化学以及力学性能，能够对电子制造过程中材料特性进行准确的分析，并能具有根据项目生产的实际对材料的改善需求，设计与开发新材料的能力。课程目标2：通过课堂教学，使学生能够掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺指标点4.1熟悉各种半导体材料、电子封装材料以及相关电子材料的设计、

8、加工与性能测试分析技术，具备材料设计、制备与实验结果分析的能力。课程目标3：通过课堂教学和学生自主学习，使学生能够掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算，掌握MOS管的阈值电压、体效应、 温度特性、噪音、二阶效应等原理。3.设计/开发解决方案指标点3.2对电子电路图有一定的了解，熟悉各种基本电子元件的物理结构与特性，具有集成电路和电子器件设计的基本能力。课程目标4：通过课堂教学和上机实践，使学生能够掌握基于Cadence平台的Capture 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法；掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析。教学内容、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支

9、承的课程教学目标教学方法与策略（可结合教学形式描述）（选填）第一章 集成电路设计概述集成电路的发展、设计流程及设计环境、制造途径以及知识范围。21采用多媒体教学与传统教学方法相结合进行讲授，提问。完成首次作业评判。第二章 集成电路材料、结构与理论集成电路材料、半导体基础知识、PN结与结型二极管、双极型晶体管、MOS晶体管。41、2、3、4采用多媒体教学与传统教学方法相结合进行讲授，实物展示，课堂讨论。采用案例教学，使学生具备理论源自实践、实践检验理论的认识和理论直接联系实际的能力。完成作业评判。第三章 集成电路基本工艺外延生长、掩膜版的制造、光刻原理与流程、氧化、沉积与刻蚀、掺杂原理与工艺。4

10、1、2、3、4采用多媒体教学与传统教学方法相结合进行讲授，实物展示。完成作业评判。第四章 集成电路器件工艺双极型集成电路的基本制造工艺、MESFET和HEMT工艺、MOS和相关的VLSI工艺、 BiCMOS工艺。21、2、3、4采用多媒体教学与传统教学方法相结合进行讲授，实物展示，课堂讨论。完成作业评判。第五章 MOS场效应管的特性MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算、阈值电压、体效应、温度特性、噪声、尺寸按比例缩小、二阶效应。41、2、3、4采用多媒体教学与传统教学方法相结合进行讲授，课堂讨论。完成作业评判。第六章 集成电路器件及SPICE 模型44采用多媒体教学与上机实践进行讲授，课

11、堂讨论。完成作业评判。第七章 SPICE数模混合仿真程序的设计流程及方法124采用多媒体教学与上机实践进行讲授，课堂讨论。完成作业评判。考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方法。（1）课程整体考核课程目标序号课程目标考核方式及标准课程目标1课程目标1：通过理论教学，使学生掌握集成材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结构与理论。统计作业学生平均得分率，经加权计算可得该课程目标达成度数值。若达到60%，则判定这门课达成对第3.9和5.1条毕业要求的支撑，达到课程目标1。课程目标2课程目标2：通过课堂教学，使学生能够掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制造

12、、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺统计作业学生平均得分率，经加权计算可得该课程目标达成度数值。若达到60%，则判定这门课达成对第3.4条毕业要求的支撑，达到课程目标2。课程目标3课程目标3：通过课堂教学和学生自主学习，使学生能够掌握MOS场效应管的伏安特性、电容的组成和计算，掌握MOS管的阈值电压、体效应、 温度特性、噪音、二阶效应等原理。统计作业学生平均得分率，统计各次综合大作业学生平均得分率，经加权计算可得该课程目标达成度数值。若达到60%，则判定这门课达成对第4.7条毕业要求的支撑，达到课程目标3。课程目标4课程目标4：通过课堂教学和上机实践

13、，使学生能够掌握基于Cadence平台的Capture 电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方法；掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果分析。统计课下作业以及综合大作业学生平均得分率，经加权计算可得该课程目标达成度数值。若达到60%，则判定这门课达成对第3.2条毕业要求的支撑，达到课程目标4。（2）学生个体成绩评定序号考核项目/方式比例考核类型/考核时长/字数要求考评内容（课程目标的对应项）1平时作业20%20小时共7次课后作业，对应课程目标1、2、3、4。2综合大作业80%20小时共1次综合大作业。对应课程目标1、2、3、4、5。各项考核项目均按照百分制给分，记录在成绩表中，总评成

14、绩时按照各项比例进行加权，然后总和得出考核成绩，60分以下为不及格，60分（含）70分为及格，70分（含）80分为中等，80分（含）90分为良好，90分（含）100分为优秀。教材，参考书:选用教材：王志功陈莹梅编，集成电路设计（第3版），北京:电子工业出版社，2013。参考书：1. 汪建民编，PSpice电路设计与应用，北京:国防工业出版社，2010。 2. 刘名章编，PSpice电路设计与分析，北京:国防工业出版社，2010。大纲说明：本课程是一门专业技术选修课，适合于电子封装技术专业。通过本课程的学习，学生了解和掌握集成电路基础理论以及工艺相关的知识概况；熟悉晶体管、逻辑门、组合逻辑电路、

15、时序逻辑电路的构成、参数及设计；掌握子系统设计、导线设计、结构设计的理论和方法；理解Cadence、硬件描述语言的原理。与此同时，通过本门课程的学习，学生还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养，这种训练和培养应贯穿在课程教学的整个过程中，使学生体会和掌握怎样由假设和模型上升为理论，并结合具体条件用理论解决实际问题的方法。本课程要求学生具有较深厚的半导体理论与器件和电路分析基础知识，必须熟练掌握数字电路与模拟电路的基本概念和基础知识。编写教师签名：责任教授签名：开课学院教学副院长签名：Integrated circuit designCourse code: 100093404Cours

16、ename:Integrated circuit designLecture Hours:20Laboratory Hours:12Credits:2Prerequisite(s): Fundamentals of Circuit Analysis, Semiconductor Physics and Devices, Analog Electronic Technology, Digital Electronic TechnologyCourse Description:This course will give you an introduction to a wide range of

17、topics that constitute Integrated circuit(IC) design, including introduction of IC, materials, structure and theorem of IC, semiconductor technology of IC, device technology of IC, characteristics of metal-oxide semiconductor(MOS) field effect transistor, IC device and PSpice models, PSpice analog-d

18、igital circuit design and simulation. Course Outcomes:After completing this course, a student should be able to:Master the basic knowledge of IC materials.Master the basic knowledge of semiconductors.Master the basic knowledge of processing of semiconductor, including epitaxy, processing of mask, de

19、position and doping.Master basic knowledge of processing of IC devices, including the processing of bipolar junction transistor, heterojunction bipolar transistor, metal-semiconductor field-effect transistor, high electron mobility transistor, etc.Master the knowledge of the properties of metal-oxid

20、e-semiconductor field effect transistor, including its capability, threshold voltage, body effect, noise, and et.al.Master the basic IC design with Cadence software.Course Content:Lectures and Lecture Hours: Introduction2- The development of ICs- The procedure and environment of IC design- The fabri

21、cation of ICs - The knowledge of IC designMaterials, structure, and theory of ICs.4- Materials of ICs- Basic knowledge of semiconductor- PN junction and diode- Bipolar transistor- Metal-oxide-semiconductor field-effect transistorBasic technology of ICs 2- Epitaxy- Fabrication of mask- Photoetching theory and process- Oxidation- Deposition and etching- Doping theory and processTechnology of IC devices