1、1集成电路导论教学大纲一、课程信息课程代码：T0800039课程名称：集成电路导论英文名称：Integrated Circuit Introduction课程类别：专业拓展课总 学 时：36 学时 理论学时：36 学时 实践学时：0 学时学 分：2 学分开设学期：第 6 学期适用对象: 电子信息科学与技 术专业学生考核方式：考查先修课程：模拟电路基础、数字 电路基础、 EDA 技术大纲拟定人：张岩大纲审定人：吴顺伟二、课程简介主要写明课程性质、类别、主要内容、教学目的等。集成电路原理是电子信息技术专业学生的一门专业拓展课。课程性质为选修课， 课程较全面地介绍了半导体集成电路的基本原理，主要内容
2、包括集成电路中的元器件的 结构、特性；集成 电路的典型工艺；常用的双极集成电路和 MOS 集成电路的电路结构、工作原理；集成电路的设计方法和计算机辅助设计。通过学习，使学生能够了解并掌握半导体集成电路的基本的分析方法和 设计方法。三、教学内容及要求第一章 绪论教学目标和要求：了解集成电路发展历史及其对人类社会的作用，掌握集成电路的概念，集成 电路发展的几个主要阶段，掌握集成 电路设计与制造流程。教学重点和难点：掌握集成电路的设计与制造流程2实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授教学学时：理论 2 学时 实践 0 学时第一节 集成电路的基本概念一、集成电路的定义二、集成电路的发
3、展史三、集成电路的分类第二节 集成电路的设计与制造流程一 集成电路的设计流程二 集成电路制造的基本步骤三 集成电路工艺技术水平衡量指标第三节 集成电路的发展一 国际集成电路的发展二 我国集成电路的发展第二章 集成电路制造教学目标和要求：了解集成电路制造的基本要素、主要制造工 艺、 CMOS 工艺流程、工艺评估。了解集成电路制造的基本要求，掌握集成电路制造的材料生长 、硅片制 备、氧化、离子注入等主要工 艺手段，掌握 CMOS 工艺流程。教学重点和难点：掌握集成电路主要制造工艺及 CMOS 工艺流程。实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合的多媒体讲授教学学时：理论 2 学时 实践 0 学
4、时 第一节 集成电路制造的基本要素一 集成电路制造的基本要求二 标准生产线的几大要素第二节 主要制造工艺一 集成电路制造的基本流程3二 制造集成电路的材料三 硅片制备四 氧化五 淀积六 光刻七 刻蚀八 离子注入第三节 CMOS 工艺流程一 基本工艺流程二 闩锁效应及其预防措施四 工艺评估一 晶圆的电性测量二 层厚的测量三 污染物和缺陷检查第三章 MOSFET教学目标和要求：掌握 MOSFET 的结构与特性、短沟道效应、按比例 缩小理论、MOSFET 电容、MOSFET 电容效 应，掌握 MOS 器件的 SPICE 模型。教学重点和难点：掌握 MOSFET 的结构与特性和 MOS 器件的 SPI
5、CE 模型实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授教学学时：理论 2 学时 实践 0 学时第一节 MOSFET 的结构与特性一 MOSFET 结构二 MOSFET 电流-电压特性三 MOSFET 开关特性第二节 短沟道效应4一 载流子速率饱和及其影响二 阈值电压的短沟道效应三 迁移率退化效应四 倍增和氧化物充电第三节 按比例缩小理论第四节 MOSFET 电容第五节 MOS 器件 SPICE 模型一 LEVEI-1 模型二 LEVEL 2 模型三 LEVEL 3 模型第四章 基本数字集成电路教学目标和要求：掌握电阻反相器、 E/D 反相器、 CMOS 反相器的工作原理，理解静态反
6、相器的设计，掌握 MMOS/CMOS 逻辑结构，掌握 MOS 触发器的工作原理，掌握多路开关、加法器和进位链，理解算数逻辑单元，了解寄存器。掌握集成电阻、集成电容、互 连线 的概念，理解集成 电阻、集成电容、互连线在集成电路中的应用。教学重点和难点：掌握典型组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授教学学时：理论 6 学时 实践 0 学时第一节 CMOS 反相器一 CMOS 反相器结构与工作原理二 静态特性三 动态特性四 功耗第二节 典型组合逻辑电路一 带耗尽型 NMOS 负载的 MOS 逻辑电路二 CMOS 逻辑电路5三 CMOS 传输门第三节
7、典型 CMOS 时序逻辑电路一 RS 锁存器二 D 锁存器和边沿触发器三 施密特触发器第四节 扇入扇出第五节 互联线电容与延迟第六节 存储器一 存储器的结构与 ROM 阵列二 静态存储器 SRAM三 动态存储器 DRAM第五章 模拟集成电路基础教学目标和要求：掌握模拟集成电路设计基本步骤，掌握典型的模拟单元电路的设计方法和分析方法。教学重点和难点：掌握典型的模拟单元电路的设计方法和分析方法实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授教学学时：理论 6 学时 实践 0 学时第一节 模拟集成电路种类及应用一 运算放大器二 AD、DA 变换器三 RF 集成电路四 功率集成电路第二节 单管
8、放大电路一 共源极放大器二 共射极放大器三 共漏极放大器（源随器）6四 共集电极放大器（射随器）五 共栅极放大器六 共基极放大器第三节 多管放大电路一 BJT 组合放大器二 MOS 场效应晶体管串级放大电路三 差分放大器第四节 电流源和电压基准源一 电流源二 电压基准源第五节 典型运算放大器第六节 模拟集成电路设计基本步骤第六章 集成电路设计简介教学目标和要求：理解集成电路设计特点和需求分析，掌握集成电路设计方法，理解 VLSI 设计实现的策略。教学重点和难点：掌握集成电路设计的方法和规则实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授教学学时：理论 2 学时 实践 0 学时第七章 V
9、LSI 的 EDA 设计方法教学目标和要求：理解 VLSI 集成电路设计的特点，掌握 VLSI 设计的流程、规则和方法，掌握集成电路 CAD 中常用的工具和 VHDL教学重点和难点：掌握集成电路中常用的 CAD 工具和 VHDL 语言实践环节：实验 3、VLSI 的 EDA 设计方法建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授教学学时：理论 6 学时 实践 0 学时7第八章 集成电路版图设计教学目标和要求：理解版图的概念，掌握版 图设计规则，掌握全定制版图设计和自动布线技术教学重点和难点：掌握版图设计规则，掌握全定制版 图设计 和自动布线技术实践环节：实验 4、集成电路版 图设计建议使用的教学
10、方法与手段：图文结合多媒体讲授，多 举例介 绍教学学时：理论 6 学时 实践 0 学时第九章 测试技术教学目标和要求：掌握芯片测试的主要方法，理解可 测性设计教学重点和难点：掌握芯片测试过程和主要测试方法实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授，多 举例介 绍教学学时：理论 2 学时 实践 0 学时第十章 测试技术教学目标和要求：了解芯片封装的含义、功能和分 类，掌握传统封装技术和新型封装技术教学重点和难点：掌握几种主要的芯片封装技术实践环节：无建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授，多 举例介 绍教学学时：理论 2 学时 实践 0 学时四、大纲参考资料教材：罗萍 张为编著. 集成电路设计导论.清华大学出版社，2010 年主要参考书目：1、尤耶缪拉著超大规模集成电路与系统导论、电子工业出版社、2003 年2、朱正涌编著 半导体集成电路、清华大学出版社、2001 年3、陈贵灿 邵志标 程军等编著 CMOS 集成电路设计、西安交通大学出版社、2002 年
