“半导体器件物理”课程教学研究与探索
2014-07-05高清运
电气电子教学学报 2014年6期
关键词:课程
高清运
(南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300071)
“半导体器件物理”课程主要讲授半导体器件的基本结构、工作特性和影响器件参数的因素,理论性强。如何能使学生饶有兴趣地学习好该课,为学生下一步学习“集成电路设计”和“集成电路CAD”等课程打下坚实的理论基础,十分值得研究。本文从器件的结构与制备这些器件所使用的有关工艺、器件的工作特性用集成电路CAD 软件仿真以及器件参数与电路设计中常用参数有关的三维视角出发,探索相关的教学方法。
1 与“半导体工艺”课程的关系
“半导体器件物理”课程中,我们对所讲的每一种器件,都给出其结构和工作特性。结构不同特性也会不同,其结构与制备该器件所使用的工艺有关。在讲解器件结构时,若给出目前实现该结构常用的工艺,能使学生快速掌握器件的特性,可以提高学习兴趣。比如:对双极性晶体管,在讲解其直流特性时常常介绍两种结构,即均匀基区晶体管和缓变基区晶体管[1]。目前常用的双极型集成电路工艺,是在P 型衬底上先做N 型外延,再在N 型外延层上实现NPN 型和PNP 型两种晶体管[2]。这种平面工艺制作出来的PNP 管为横向结构,其基区均匀掺杂;NPN 管为纵向结构,其基区非均匀掺杂,即缓变基区。因此,在讲解这两种晶体管的特性之前,先简单介绍一下采用双极型平面工艺制造NPN 型和PNP型两种晶体管的结构图,在讲解均匀基区晶体管的特性时,以PNP 管为例;在讲解缓变基区晶体管的特性时,以NPN 管为例,NPN 管的基区会形成一个加速场,所以其直流放大系数更大。……
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