《集成电路设计》课程教学大纲

《集成电路设计》教学大纲

1.课程编号：100093404

2.课程名称：集成电路设计

3.高等教育层次：本科

4.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

5.开课学年及学期：非强制，建议大学三年级。

6.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

7.课程总学分：2,总学时:32

8.课程教学形式：普通课程：0

9.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

教学效果评价（选填项）

识能力素养各方面的

的具体教学结果）

不及格及格，中良优

完全不掌握集基本掌握集成材较好常握集成材

能够掌握集成材

1.通过理论教学，使学生成材料、结构与料、结构与理论；料、结构与理论；

料、结构与理论：

掌握集成材料、结构与理理论：半导体基半导体基础知半导体基础知识；

半导体基础知识：

论：半导体基础知识：典础知识：典型二识：典型二极管典型二极管与晶

典型二极管与晶体

型二极管与晶体管的结构极管与晶体管与晶体管的结构体管的结构与理

管的结构与理论。，

与理论。的结构与理论，与理论，但是知论,但是知识掌握

知识掌握和能力形

或者仅有碎片识掌握和能力形和能刀形成稍有

成俱佳。

化的理解。成不全面。欠缺。

2.通过课堂教学，使学生完全不能掌握基本可以掌握半可以常握半导体完全能够掌握半导

能够掌握半导体制造中外半导体制造中导体制造中外延制造中外延生长、体制造中外延生

延生长、掩膜版制造、光外延生长、掩膜生长、掩膜版制掩膜版制造、光长、掩膜版制造、

刻、氧化、沉淀与刻蚀、版制造、光刻、造、光刻、氧化、亥1］、氧化、沉淀与光刻、氧化、沉淀

掺杂等原理和工艺。掌握氧化、沉淀与刻沉淀与刻蚀、掺刻蚀、掺杂等原理与刻蚀、掺杂等原

集成电路主要晶体管器件蚀、掺杂等原理杂等原理和工和工艺。可以掌握理和工艺。完全掌

的加工工艺。和工艺。完全不艺。基本可以掌集成闩路主要晶握集成电路主要晶

能掌握集成电握集成电路主要体管器件的加工体管器件的加工r

路主要晶体管品体管器件的加工艺，但识别和表艺，识别和表达能

器件的加工工工工艺。达梢有不足。力优秀。

艺。

不能掌握MOS部分掌握MOS

可以掌握MOS场完全掌握MOS场

3.通过课堂教学和学生自场效应管的伏场效应管的伏安

效应管的伏安特效应管的伏安特

主学习，使学生能够掌握安特性、电容的特性、电容的组

性、电容的组成和性、电容的组成和

MOS场效应管的伏安特组成和计算，不成和计算，部分

计算，可以掌握计算，完全掌握

性、电容的组成和计算，能掌握MOS管掌握MOS管的

MOS管的阙值电MOS管的阈值电

掌握MOS管的阈值电压、的阈值电压、体阈值电压、体效

压、体效应、温度压、体效应、温度

体效应、温度特性、噪音、效应、温度特应、温度特性、

特性、噪音、二阶特性、噪音、二阶

二阶效应等原理。性、麻音、二阶噪音、二阶效应

效应等原理。效应等原理。

效应等原理。等原理。

完全不能掌握

部分掌握基于

基于Cudcncc平可以掌握基于完全能够掌握基于

Cadence平台的

4.通过课堂教学和上机实台的Capture电Cadence平台的Cadence平台的

Capture电路图

践，使学生能够掌握基于路图设计以及Capture电路图设Capture电路图设

设计以及PSpice

Cadence平台的CapturePSpice数模仿计以及PSpice数计以及PSpice数模

数模仿真程序设

电路图设计以及PSpice数真程序设计流模仿其程序设计仿真程序设计流程

计流程和方法，

模仿其程序设计流程和方程和方法；不能流程和方法；可以和方法；完全能够

部分掌握基本数

法：掌握基本数模电路的掌握塞本数模掌握基本数模电掌握基本数模电路

模电路的设计、

设计、仿真以及结果分析.电路的设计、仿路的设计、仿真以的设计、仿真以及

仿真以及结果分

真以及结果分及结果分析。结果分析

折。

析。

10.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（指标课程教学目标（给出知识能力素养各方面的

毕业要求（指标点）内容

点）编号的具体教学结果）

指标点3.9了解电了封装技术专业前

沿和行业发展趋势，认识本专业对于社课程目标1：通过理论教学，使学生掌握集

1.基础知识会发展的垂要性成材料、结构与理论；半导体基础知识：典

指标点5.1了解电子制造技术发展历型二极管与晶体管的结构与理论。

史中重大技术突破的背景与影响

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

课程目标2：通过课堂教学，使学生能够掌

子制造工艺过程所涉及的各种材料的物

握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光

理、化学以及力学性能，能够对电子制

刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺。

造过程中材料特性进行准确的分析，并

掌握集成电路主要晶体管器件的加工工艺

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。

2.工程知识

课程目标3：通过课堂教学和学生自主学习，

指标点4.1熟悉各种半导体材料、电子

使学生能够掌握MOS场效应管的伏安特性、

封装材料以及相关电子材料的设计、加

电容的组成和计算，掌握MOS管的阈值电压、

工与性能测试分析技术，具备材料设计、

体效应、温度特性、噪音、二阶效应等原

制备与实验结果分析的能力。

理。

课程目标虱通过课堂教学和上机实践，使

指标点3.2对电子电路图有一定的了

学生能够掌握基于Cadence平台的Capture

3.设计/开发解决解，熟悉各种基本电子元件的物理结构

电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计

方案与特性，具有集成电路和电子器件设计

流程和方法：掌握基本数模电路的设计、仿

的基本能力。

真以及结果分析。

11.教学内容、学时分配、与进度安排

所支承的课程教学教学方法与策略（可结合教学形式描

教学内容学时分配

目标述）（选填）

第一章集成电路设计概述

采用多媒体教学与传统教学方法相结

集成电路的发展、设计流程及

21合进行讲授，提问。

设计环境、制造途径以及知识

完成首次作业评判。

范围。

采用多媒体教学与传统教学方法相结

第二章集成电路材料、结构

合进行讲授，实物展示，课堂讨论。

与理论

采用案例教学，使学生具备理论源自

集成电路材料、半导体基础知41、2、3、4

实践、实践检验理论的认识和理论直

识、PN结与结型二极管、双极

接联系实际的能力。

型晶体管、MOS晶体管。

完成作业评判。

第三章集成电路基本工艺

采用多媒体教学与传统教学方法相结

外延生长、掩膜版的制造、光

41、2、3、4合进行讲授，实物展示。

刻原理与流程、氧化、沉积与

完成作业评判。

刻蚀、掺杂原理与工艺。

第四章集成电路器件工艺

双极型集成电路的基本制造采用多媒体教学与传统教学方法相结

工艺、MESFET和HEMT工艺、21、2、3、4合进行讲授，实物展示，课堂讨论。

MOS和相关的VLSI工艺、完成作业评判。

BiCMOS工艺。

第五章MOS场效应管的特性

MOS场效应管的伏安特性、电采用多媒体教学与传统教学方法相结

容的组成和计算、阈值电压、41、2、3、4合进行讲授，课堂讨论。

体效应、温度特性、噪声、尺完成作业评判。

寸按比例缩小、二阶效应。

采用多媒体教学与上机实践进行讲

第六章集成电路器件及

44授，课堂讨论。

SPICE模型

完成作业评判。

采用多媒体教学与上机实践进行讲

第七章SPICE数模混合仿真

124授，课堂讨论。

程序的设计流程及方法

完成作业评判。

12.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

课程目标考核方式及标准

序号

统计作业学生平均得分率，经加权计算可得该

课程目标1：通过理论教学，使学生掌握

课程目标达成度数值。

课程目标1集成材料、结构与理论；半导体基础知

若达到60%,则判定这门课达成对第3.9和5.1

识：典型二极管与晶体管的结构与理论。

条毕业要求的支撑，达到课程目标1。

课程目标2：通过课堂教学，使学生能够

统计作业学生平均得分率，经加权计算可得该

掌握半导体制造中外延生长、掩膜版制

课程目标达成度数值。

课程目标2造、光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等

若达到60%,则判定这门课达成对第3.4条毕

原理和工艺。堂施集成电路主要晶体管

业要求的支撑，达到课程目标2。

器件的加工工艺

课程目标3：通过课堂教学和学生自主学统计作业学生平均得分率，统计各次综合大作

习，使学生能够掌握MOS场效应管的伏业学生平均得分率，经加权计算可得该课程目

课程目标3

安特性、电容的组成和计算，掌握MOS标达成度数值，

管的阈值电压、体效应、温度特性、噪若达到60%,则判定这门课达成对第4.7条毕

音、二阶效应等原理。业要求的支撑，达到课程目标3。

课程目标4：通过果堂教学和上机实践，

统计课下作业以及综合大作业学牛.平均得分

使学生能够掌握基于Cadence平台的

率，经加权计算可得该课程目标达成度数值。

课程目标4Capture电路图设计以及PSpice数模仿

若达到60%,则判定这门课达成对第3.2条毕

真程序设计流程和方法：掌握基本数模

业要求的支撑，达到课程目标4。

电路的设计、仿真以及结果分析。

（2）学生个体成绩评定

考核类型/

考核项目/方考评内容

序号比例考核时长/

式（谍程目标的对应项）

字数要求

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。

共1次综合大作业。

2综合大作业80%20小时

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。

13.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，2010o

2.刘名章编，PSpice电路设计与分析，北京:国防工业出版社，201（）。

14.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、逻转门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的均成、参数及设口；掌握

子系统设计、导线设计、结构设计的理论和方法；理解Cadonce、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。

Integratedcircuitdesign

Coursecode:100093404

Coursename:Integratedcircuitdesign

LectureHours:20

LaboratoryHours:12

Credits:2

Prercquisite(s):FundamentalsofCircuitAnalysis,SemiconductorPhysicsandDevices,

AnalogElectronicTechnology,DigitalElectronicTechnology

CourseDescription:

ThiscoursewillgiveyouanintroductiontoawiderangeoftopicsthatconstituteIntegrated

circuit(IC)design,includingintroductionofIC,materials,structureandtheoremofIC.

semiconductortechnologyofIC,devicetechnologyofIC,characteristicsofmetal-oxide

semiconductor(MOS)fieldeffecttransistor,ICdeviceandPSpicemodels,PSpiceanalog-digital

circuitdesignandsimulation.

CourseOutcomes:

Aftercompletingthiscourse,astudentshouldbeableto:

1.MasterthebasicknowledgeofICmaterials.

2.Masterthebasicknowledgeofsemiconductors.

3.Master(hebasicknowledgeofprocessingofsemiconductor,includingepitaxy,processingof

mask,depositionanddoping.

4.MasterbasicknowledgeofprocessingofICdevices,includingtheprocessingofbipolar

junction(ransisior,heterojunctionbipolartransistor,nictal-semiconductorfield-effecttransistor,

highelectronmobilitytransistor,etc.

5.Mastertheknowledgeoftliepropertiesofmetal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor,

includingitscapability,thresholdvoltage,bodyeffect,noise,andct.al.

6.MasterthebasicICdesignwithCadencesoftware.

CourseContent:

LecturesandLectureHours:

I.Introduct