《集成电路设计》课程教学大纲

《集成电路设计》教学大纲课程编号

1.100093404课程名称集成电路设计

2.高等教育层次本科

3.课程在培养方案中的地位

4.•课程性质选修•课程类别类别专业基础课程基本模块Az•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

5.先修课程（）必须先修且考试通过的课程，）必须先修过的课程，）建议先修的课程）:

6.a bc）电路分析基础半导体物理与器件线性代数a）模拟电子技术基础数字电子技术基础b）无c课程总学分总学时

7.2,:32课程教学形式普通课程

8.: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）

9.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成基本掌握集成材较好掌握集成材料、材料、结构与理能够掌握集成材料、料、结构与理论；半结构与理论；半导

1.通过理论教学，使学生掌论；半导体基础结构与理论；半导体导体基础知识；典体基础知识；典型握集成材料、结构与理论；知识；典型二极基础知识；典型二极型二极管与晶体管二极管与晶体管的半导体基础知识；典型二极管与晶体管的结管与晶体管的结构与的结构与理论，但结构与理论，但是管与晶体管的结构与理论构与理论，或者理论，知识掌握和是知识掌握和能力知识掌握和能力形仅有碎片化的理能力形成俱佳°形成不全面成稍有欠缺解

2.通过课堂教学，使学生能完全不能掌握半基本可以掌握半导可以掌握半导体制完全能够掌握半导够掌握半导体制造中外延生导体制造中外延体制造中外延生造中外延生长、掩体制造中外延生长、长、掩膜版制造、光亥k氧生长、掩膜版制长、掩膜版制造、膜版制造、光亥IJ、掩膜版制造、光刻、化、沉淀与刻蚀、掺杂等原造、光刻、氧化、光刻、氧化、沉淀氧化、沉淀与刻蚀、氧化、沉淀与刻蚀、理和工艺掌握集成电路主沉淀与刻蚀、掺与刻蚀、掺杂等原掺杂等原理和工艺掺杂等原理和工艺要晶体管器件杂等原理理和工可以掌握完全掌的加工工艺艺基本可以掌握集成电路主要晶体握集成电路主要晶和工艺完全不能集成电路主要晶体管器件的加工工艺，体管器件的加工工掌握集成电路主管器件的加工工但识别和表达稍有艺，识别和表达能力要晶体管器件的艺不足优秀加工工艺不能掌握MOS场部分掌握MOS场效

3.通过课堂教学和学生自可以掌握MOS场效完全掌握MOS场效应效应管的伏安特应管的伏安特性、主学习，使学生能够掌握MOS应管的伏安特性、管的伏安特性、电容性、电容的组成电容的组成和计场效应管的伏安特性、电容电容的组成和计算，的组成和计算，完全和计算，不能掌算，部分掌握MOS的组成和计算，掌握MOS管可以掌握MOS管的掌握MOS管的阈值电握MOS管的阈值管的阈值电压、体的阈值电压、体效应、温度阈值电压、体效应、压、体效应、温度特电压、体效应、效应、温度特性、特性、噪音、二阶效应等原温度特性、噪音、性、噪音、二阶效应温度特性、噪音、噪音、二阶效应等理二阶效应等原理等原理二阶效应等原理原理完全不能掌握基部分掌握基于可以掌握基于于Cadence平台完全能够掌握基于

4.通过课堂教学和上机实Cadence平台的Cadence平台的的Capture电路Cadence平台的践，使学生能够掌握基于Capture电路图设Capture电路图设图设计以及Capture电路图设计Cadence平台的Capture电计以及PSpice数模计以及PSpice数模PSpice数模仿真以及PSpice数模仿路图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程仿真程序设计流程程序设计流程和真程序设计流程和方仿真程序设计流程和方法；和方法，部分掌握和方法；可以掌握方法；不能掌握法；完全能够掌握基掌握基本数模电路的设计、基本数模电路的设基本数模电路的设基本数模电路的本数模电路的设计、仿真以及结果分析计、仿真以及结果计、仿真以及结果设计、仿真以及仿真以及结果分析分析分析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

10.专业认证需求的专业下表可选填）毕业要求（指标点）课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具毕业要求（指标点）内容体教学结果）编号指标点

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课程目标1通过理论教学，使学生掌握集成

1.基础知识的重要性材料、结构与理论；半导体基础知识；典型二指标点

5.1了解电子制造技术发展历史中极管与晶体管的结构与理论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子制课程目标2通过课堂教学，使学生能够掌握造工艺过程所涉及的各种材料的物理、化半导体制造中外延生长、掩膜版制造、光亥IJ、学以及力学性能，能够对电子制造过程中氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和工艺掌握材料特性进行准确的分析，并能具有根据集成电路主要晶体管器件的加工工艺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.工程知识指标点

4.1熟悉各种半导体材料、电子封课程目标3通过课堂教学和学生自主学习，使装材料以及相关电子材料的设计、加工与学生能够掌握MOS场效应管的伏安特性、电容性能测试分析技术,具备材料设计、制备与的组成和计算，掌握MOS管的阈值电压、体效实验结果分析的能力应、温度特性、噪音、二阶效应等原理课程目标4通过课堂教学和上机实践，使学指标点

3.2对电子电路图有一定的了解，生能够掌握基于Cadence平台的Capture电路

3.设计/开发解决熟悉各种基本电子元件的物理结构与特图设计以及PSpice数模仿真程序设计流程和方方案性，具有集成电路和电子器件设计的基本法；掌握基本数模电路的设计、仿真以及结果能力分析教学内容、学时分配、与进度安排

11.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、设计流程及设合进行讲授，提问21计环境、制造途径以及知识范完成首次作业评判围采用多媒体教学与传统教学方法相结合第二章集成电路材料、结构与进行讲授，实物展示，课堂讨论理论采用案例教学，使学生具备理论源自实

41、

2、

3、4集成电路材料、半导体基础知践、实践检验理论的认识和理论直接联识、PN结与结型二极管、双极型系实际的能力晶体管、MOS晶体管完成作业评判第三章集成电路基本工艺外延采用多媒体教学与传统教学方法相结生长、掩膜版的制造、光刻原理合进行讲授，实物展示

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2、

3、4与流程、氧化、沉积与刻蚀、掺完成作业评判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工采用多媒体教学与传统教学方法相结合

21、

2、

3、4艺、MESFET和HEMT工艺、MOS进行讲授，实物展示，课堂讨论和相关的VLSI工艺、BiCMOS工完成作业评判艺第五章MOS场效应管的特性MOS场效应管的伏安特性、电容采用多媒体教学与传统教学方法相结合

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2、

3、4的组成和计算、阈值电压、体效进行讲授，课堂讨论应、温度特性、噪声、尺寸按比完成作业评判例缩小、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授，课堂讨论44SPICE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数模混合仿真程授，课堂讨论124序的设计流程及方法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

12.课程整体考核1课程目标序课程目标考核方式及标准号统计作业学生平均得分率，经加权计算可得该课课程目标1:通过理论教学，使学生掌握集程目标达成度数值课程目标1成材料、结构与理论；半导体基础知识；若达到60%,则判定这门课达成对第

3.9和

5.1条典型二极管与晶体管的结构与理论毕业要求的支撑，达到课程目标1课程目标2通过课堂教学，使学生能够掌统计作业学生平均得分率，经加权计算可得该课握半导体制造中外延生长、掩膜版制造、程目标达成度数值课程目标2光刻、氧化、沉淀与刻蚀、掺杂等原理和若达到60%,则判定这门课达成对第

3.4条毕业要工艺掌握集成电路主要晶体管器件的加求的支撑，达到课程目标2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，统计各次综合大作业习，使学生能够掌握MOS场效应管的伏安学生平均得分率，经加权计算可得该课程目标达课程目标3特性、电容的组成和计算，掌握MOS管的阈成度数值值电压、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通过课堂教学和上机实践，使统计课下作业以及综合大作业学生平均得分率，学生能够掌握基于Cadence平台的Capture经加权计算可得该课程目标达成度数值课程目标4电路图设计以及PSpice数模仿真程序设计若达到60%,则判定这门课达成对第

3.2条毕业要流程和方法；掌握基本数模电路的设计、求的支撑，达到课程目标4仿真以及结果分析（）学生个体成绩评定2考核类型/考考评内容序号考核项目/方式比例核时长/字数（课程目标的对应项）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、4O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、5o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，分以下为不及格，分（含）分为及6060〜70格，分（含）分为中等，分（含）分为良好，分（含）分为70〜8080〜9090〜100优秀教材，参考书

13.选用教材王志功陈莹梅编，集成电路设计（第版），北京:电子工业出・3版社，2013•参考书汪建民编，电路设计与应用，北京:国防工业出版社，

1.PSpice2010o刘名章编，电路设计与分析，北京:国防工业出版社，

2.PSpice2010大纲说明

14.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、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；理解硬件描述语言的原理Cadence,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Integrated circuitdesignCourse code:100093404Coursename:Inteerated circuitdesignLecture Hours:20Laboratory Hours:12Credits:2Prerequisites:Fundamentals ofCircuit Analysis,Semiconductor Physicsand Devices,Analog ElectronicTechnology,Digital ElectronicTechnologyCourse Description:This coursewill giveyou anintroduction toa widerange oftopics thatconstitute IntegratedcircuitICdesign,including introductionof IC,materials,structure andtheorem of IC,semiconductor technologyofIC,device technologyof IC,characteristics of metal-oxide semiconductorMOS field effect transistor,ICdevice andPSpice models,PSpice analog-digital circuitdesign andsimulation.Course Outcomes:After completingthis course,a studentshould beable to:

1.Master thebasic knowledge of ICmaterials.

2.Master thebasic knowledge of semiconductors.

3.Master thebasic knowledgeof processing of semiconductor,including epitaxy,processing ofmask,deposition anddoping.

4.Master basicknowledgeofprocessing of IC devices,including theprocessingof bipolar junctiontransistor,heterojunction bipolartransistor,metal-semiconductor field-effect transistor,high electronmobilitytransistor,etc.

5.Master theknowledgeofthe propertiesofmetal-oxide-semiconductor fieldeffect transistor,includingits capability,threshold voltage,body effect,noise,and et.al.

6.Master thebasic IC design withCadence software.Course Content:Lectures andLecture Hours:

1.Introduction2-The developmentof ICs-The procedureand environmentofIC design-The fabricationof ICs-The knowledgeofICdesign

2.Materials,structure,and theoryof ICs.4-Materials of ICs-Basic knowledgeof semiconductor-PN junctionand diode-Bipolar transistor-Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor

3.Basic technologyof ICs2-Epitaxy-Fabrication ofmask-Photoetching theoryand process-Oxidation-Deposition andetching-Doping theoryand process

4.Technology ofIC devices4-Basic processofbipolarjunction transistorofICs-Process ofMESFET andHEMT-MOS andrelated VLSIprocess-Process ofBiCMOS

5.Properties ofMOS field-effect transistor4-MOSfield-effecttransistor-Voltage thresholdof MOSFET-Body effect-Temperature properties-Noise-size scaling-Second-order effect

6.Basic ICdesigns withCadence16-PSpice simulationand analysis-ICdesignwith SchematicsGrading:Home workof aICdesign100%Text ReferenceBook:Text:Zhigong Wang,Yingmei Chen,IC Design3th ed.,2013,ISBN978-7-121-19983-

7.Reference book:Jianmin Wang,PSpice ICdesign andusage,2nd ed.,2010,ISBN978-7-118-06935-

8.Mingzhang Liu,PSpice ICdesign andAnalysis,2010,ISBN978-7-118-06958-7。