华侨大学微电子器件与电路实验实验报告(IC2019)实验3
微电子器件与电路实验实验三实验报告
微电子器件与电路实验报告
结构级联放大器瞬态分析增益，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，
结构最终的电压增益是否一致？什么原因会导致级联顺序
①交流分析电路的幅频特性，相频特性，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，
输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并
①交流分析电路的幅频特性，相频特性，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，
输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并输入输出信号延迟，波形放在下面虚方框中，需按照要求处理波形，并。
微电子实验报告三
实验三触发器的电路结构与仿真班级姓名学号指导老师袁文澹一、实验目的1、掌握时序电路基本特点；2、掌握D触发器的结构、原理及特性；二、实验内容及要求1、分析并仿真晶体管级CMOS D触发器（不带复位端）；（不带复位端的D触发器）2、分析并仿真晶体管级CMOS D触发器（带复位端）；（带复位端的D触发器）三、实验原理1、不带复位端的D触发器如图所示为不带复位端的始终CMOS结构的D触发器，该电路利用时钟CMOS反相器构成动态锁存器，由两个动态锁存器构成时钟上升沿有效的D触发器。
1）当clk处于低电平时，M P2与M N2都导通，主锁存器采样数据，D端数据反相后传递到节点X的电容C1上，而M P4和M N4截止，从锁存器保持数据，Q端电容C2保持旧数据；2）当clk处于高电平时，M P2与M N2都截止，主锁存器保持数据，D端数据反相后传递到节点Q的电容C2上，而M P4和M N4导通，从锁存器采样数据，X端电容C1保持旧数据.2、带复位端的D触发器为确保时序数字电路稳定可靠地工作，复位电路是必不可少的一部分。
本次试验设计的是高电平复位，即加上一个复位信号，电路会自动清零，即输出Q=0。
当复位信号消失时，电路能够恢复正常工作，其原理与不带复位端D触发器原理一致，此处不再重述。
四、实验方法与步骤实验方法：计算机平台：（在戴尔计算机平台、Windows XP操作系统。
）软件仿真平台：（在VMware和Hspice软件仿真平台上。
）实验步骤：1、编写源代码。
按照实验要求，在记事本上编写相应代码，并以相应的文件扩展名存储文件。
2、打开Hspice软件平台，点击File中的一个文件。
3、编译与调试。
确定源代码文件为当前工程文件，点击Complier进行文件编译。
编译结果有错误或警告，则将要调试修改直至文件编译成功。
4、软件仿真运行及验证。
在编译成功后，点击simulate开始仿真运行。
点击Edit LL单步运行查看结果,无错误后点击Avanwaves按照程序所述对比仿真结果。
IC测试实验报告
《IC测试实践》实验报告IC测试实践专业：集成电路班级：电子0 6 0 4学号：200681131姓名：高丕龙1电子元器件测试测试仪器：吉时利2612双通道系统数字源表；探针台 测试结果： 1.1电阻测试测试数据列表 [0, 0, 0] V oltage_1 (1) Current_1 (1)-0.0029826 3.2667e-08 0.053926 5.5317e-06 0.10825 1.0924e-05 0.1712 1.6698e-05 0.22121 2.2316e-05 0.29105 2.7824e-05 0.33589 3.3327e-05 0.3928 3.8995e-05 0.44626 4.46e-05 0.50835 5.0197e-05 0.55491 5.5878e-05 0.6032 6.139e-05 0.66442 6.7037e-05 0.72133 7.2409e-05 0.77738 7.8035e-05 0.83515 8.3703e-05 0.88948 8.9414e-05 0.9576 9.485e-051.0042 0.00010062 1.0507 0.00010616 1.1119 0.00011162 1.1654 0.00011695 1.2215 0.00012275 1.2853 0.00012803 1.331 0.00013379 1.3853 0.00013929 1.4508 0.000145 1.5043 0.00015084 1.544 0.00015617 1.5974 0.00016184 1.6707 0.00016726 1.7199 0.0001731 1.7854 0.00017834 1.832 0.0001841 1.8802 0.00018943 1.9535 0.00019514 1.9992 0.000200942.0544 0.00020669 2.1191 0.00021207 2.1691 0.00021782 2.2234 0.00022324 2.2769 0.00022865 2.3355 0.00023428 2.3993 0.00023999 2.4468 0.00024528 2.4994 0.00025121 2.5589 0.00025586 2.6158 0.00026225 2.6597 0.00026771 2.7322 0.00027359 2.7779 0.00027922 2.8374 0.00028425 2.8839 0.00028975 2.9546 0.00029584 2.9986 0.000301263.0642 0.00030701 3.1168 0.0003126 3.1754 0.000318023.2211 0.00032347 3.2823 0.00032889 3.3341 0.0003349 3.391 0.00034048 3.441 0.00034581 3.5125 0.00035157 3.5608 0.00035698 3.6117 0.00036274 3.6712 0.00036816 3.7264 0.00037366 3.7755 0.00037949 3.8437 0.000385 3.8859 0.00039062 3.9463 0.000396124.0015 0.00040196 4.0584 0.00040721 4.1118 0.00041296 4.1731 0.00041846 4.2274 0.00042392 4.2808 0.00042963 4.3326 0.00043497 4.3895 0.00044051 4.4636 0.0004458 4.4999 0.00045181 4.5413 0.00045748 4.6128 0.0004631 4.6697 0.00046882 4.7215 0.00047419 4.7792 0.00047977 4.8379 0.00048489 4.8982 0.0004912 4.9508 0.000496665.0043 0.00050207 5.0578 0.00050774 5.1147 0.00051341 5.1776 0.0005187 5.2242 0.0005242 5.2845 0.00052996 5.3354 0.00053584 5.3872 0.00054125 5.4475 0.00054701 5.4984 0.00055255取两组VI 值，（1.0042，0.00010062），（4.0015，0.00040196）计算得R=（4.0015-1.0042）/（0.00040196-0.00010062)=2.9973/0.00030134=9946.6 Ώ1.2二极管测试测试数据列表[0, 0, 0]V oltage_1 (1)Current_1 (1)-0.010743 1.5575e-090.059092 3.922e-100.11858 5.8731e-09 0.17549 2.2027e-08 0.24532 4.6676e-08 0.29447 6.8021e-07 0.35396 3.5629e-06 0.42379 1.8001e-05 0.48156 0.00010453 0.53243 0.00043349 0.59795 0.0014371 0.66175 0.0044971 0.71521 0.0099989 0.71952 0.010027 0.71348 0.010032 0.72211 0.010019 0.71693 0.0099931 0.71435 0.010027 0.72124 0.0099984 0.71521 0.010002 0.71779 0.010019 0.71693 0.010023 0.71607 0.010015 0.71607 0.0099888 0.71607 0.010032 0.71521 0.010023 0.71693 0.010002 0.71607 0.010032 0.71866 0.01004 0.72211 0.010015 0.71435 0.01001 0.72124 0.010023 0.72469 0.010032 0.71521 0.010015 0.71435 0.010015 0.71607 0.0100150.71607 0.0100020.71952 0.010010.71521 0.010010.71176 0.0100060.72038 0.0100020.71607 0.010010.72383 0.010010.70228 0.00999890.71693 0.0100150.71435 0.0100190.71435 0.00998020.71348 0.0100230.71435 0.010010.71348 0.0100270.71866 0.010010.71521 0.0100020.71779 0.0100190.72211 0.0100360.7359 0.0100150.71176 0.0100150.71952 0.0100230.71866 0.0100230.71521 0.0100150.73504 0.0100060.72038 0.0100190.72297 0.00995440.71521 0.0100190.71176 0.0100060.71779 0.010010.72124 0.010040.71952 0.0100060.72297 0.0100360.71348 0.0100150.71779 0.0100320.71435 0.0100320.71521 0.0100150.71521 0.0100360.71866 0.0100530.71262 0.0100190.71866 0.010010.71607 0.0100190.72038 0.0100020.71348 0.010010.71521 0.00997160.72814 0.0100230.72124 0.0100020.72211 0.0100060.72211 0.0100190.72728 0.0100190.71607 0.0100060.71952 0.0100230.71779 0.0100150.71176 0.0100060.70314 0.0100320.72383 0.0100060.704 0.010010.71779 0.0100190.71866 0.010010.71952 0.00999890.71435 0.00999460.71435 0.00999740.71607 0.0100270.71693 0.0100230.71693 0.010023由图可知，Vt≈0.7V1.3纳米线测试测试数据列表[0, 0, 0] V oltage_1 (1) Current_1 (1)-0.011609 2.666e-09 0.05652 1.2636e-09 0.12206 4.6438e-10 0.17467 1.2017e-09 0.23762 3.7158e-10 0.31437 1.4389e-09 0.36439 2.0658e-10 0.42217 1.5523e-09 0.48944 3.5095e-10 0.53946 1.3667e-09 0.62052 4.0767e-10 0.66278 9.1296e-10 0.72315 8.9234e-10 0.78093 3.6126e-10 0.8482 1.2429e-09 0.90942 3.8704e-10 0.96979 1.444e-09 1.025 2.4782e-10 1.0914 1.5317e-091.1612 3.1486e-10 1.2044 1.3564e-09 1.2708 4.5407e-10 1.3225 1.1656e-09 1.3958 6.5516e-10 1.4527 7.8921e-10 1.5105 1.0367e-09 1.5717 4.2313e-10 1.6407 1.3822e-09 1.7045 3.922e-10 1.758 1.5626e-09 1.81492.1689e-10 1.8882 1.6451e-09 1.93743.4064e-10 2.0004 1.4131e-09 2.04784.3861e-10 2.1142 1.0728e-09 2.178 8.5624e-10 2.2375 4.1798e-10 2.3168 1.2378e-09 2.3591 3.6641e-10 2.4264 1.4079e-09 2.479 2.4782e-10 2.5376 1.5781e-09 2.6006 2.0658e-10 2.6618 1.2997e-09 2.7101 3.8704e-10 2.7722 1.1553e-09 2.842 8.2015e-10 2.9041 4.3344e-10 2.9723 1.2275e-09 3.0292 3.8189e-10 3.0904 1.4492e-09 3.1508 2.2205e-10 3.2163 1.6193e-09 3.2707 2.8392e-10 3.3353 1.2687e-09 3.3983 4.1798e-10 3.4587 1.0522e-09 3.5216 8.6139e-10 3.57515.1595e-10 3.6536 1.2739e-09 3.6932 3.561e-10 3.7674 1.5007e-09 3.8157 2.4267e-10 3.8761 1.4595e-093.93564.0767e-103.9933 1.3512e-094.0572 4.4376e-10 4.1158 9.2843e-10 4.1813 8.9749e-10 4.2383 4.5407e-10 4.2986 1.2636e-09 4.3685 3.6641e-10 4.4211 1.4595e-09 4.484 3.2002e-10 4.5461 1.5111e-09 4.6005 3.4579e-10 4.666 1.3667e-094.7229 4.5407e-104.785 1.0883e-094.8506 8.0469e-104.90575.2626e-104.9653 1.2223e-095.0248 3.6641e-105.1024 1.4853e-095.1464 2.4267e-105.2145 1.5729e-095.2662 3.7158e-105.3326 1.3048e-095.3921 5.7266e-105.46116.9641e-105.5137 1.145e-095.5681 4.0251e-105.6345 1.31e-095.6966 3.2002e-105.7543 1.4853e-095.8173 3.3548e-105.882 1.4079e-095.932 4.3861e-105.9949 1.1965e-09由图可知，纳米线的伏安特性由于受到较大的噪声干扰，变得不明显。
微电子技术实验报告
微电子技术实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对微电子技术的理解，掌握基本的电路设计和实验技能，提高学生的实践能力和动手能力。
二、实验原理微电子技术是一门研究电子器件、电路和系统中微观器件的制造工艺、物理特性、器件特性及其应用技术的学科。
本实验涉及到微电子技术中的基本器件，如二极管、场效应管等。
三、实验内容1. 利用示波器和信号源等工具，对二极管的正向和反向特性曲线进行测量。
2. 利用基本电路元件，如电阻、电容、电感等，设计并搭建一个简单的电路。
3. 使用场效应管并对其进行测试，掌握其工作原理和特性。
四、实验步骤1. 准备工作：连接示波器和信号源。
2. 测量二极管的正向特性曲线：在示波器上设置适当的参数，连接二极管并记录电压-电流特性曲线。
3. 测量二极管的反向特性曲线：更改示波器参数，连接二极管并记录反向漏电流。
4. 搭建简单电路：根据设计要求，选取合适的元件，进行电路搭建。
5. 测试场效应管：通过实验测试场效应管的工作状态，并记录相关数据。
五、实验数据及图表1. 二极管正向特性曲线图（插入图表）2. 二极管反向特性曲线图（插入图表）3. 搭建的简单电路图（插入图表）4. 场效应管测试数据（数据表）六、实验分析通过本次实验，我深刻理解了二极管的正反向特性曲线，掌握了电路设计和搭建的基本技能，并对场效应管有了更深入的了解。
实验过程中，通过数据的分析和曲线的对比，我得出了一些结论，并发现了一些问题需要进一步探讨和解决。
七、实验结论本实验通过对微电子技术中的基本器件进行实际操作，增强了我对电子器件特性的认识，提高了我的实验技能。
通过本次实验，我不仅学到了理论知识，还掌握了实践技能，为将来的学习和工作打下了坚实的基础。
八、参考文献1. 《微电子技术基础》2. 《电子技术实验指导》（以上为实验报告内容，供参考。
）。
微电子实习报告
微电子实习报告第一篇：微电子实习报告课程名称认识实习课程编号A200001A实习地点光电学院1101微电子工艺实验室实习时间2020年11月14日校外指导教师校内指导教师王智鹏、周围评阅人签字王智鹏成绩实习内容微电子工艺认识实习一、实习目的和意义学习光刻机原理，硅片的制作和加工，简单MOS器件的制备二、实习单位和岗位重庆邮电大学三、实习内容和过程实验内容：在2020年11月14日的下午我们班聚集在实验室门口等待，在老师的带领下我们进入实验室并且按规矩穿好实验服。
在将近半小时的参观下我们了解到半导体的制作原理。
半导体制作原理：图1.1半导体构造组成制造流程半导体工业所使用之材料包含单一组成的半导体元素，如硅(Si)、锗(Ge)(属化学周期表上第四族元素)及多成分组成的半导体含二至三种元素，如镓砷(GaAs)半导体是由第三族的镓与第五族的砷所组成。
在1950年代早期，锗为主要半导体材料，但锗制品在不甚高温情况下，有高漏失电流现象。
因此，1960年代起硅晶制品取代锗成为半导体制造主要材料。
半导体产业结构可区分为材料加工制造、晶圆之集成电路制造(wafer fabrication)(中游)及晶圆切割、构装(wafer package)等三大类完整制造流程，如图1.2所示。
其中材料加工制造，是指从硅晶石原料提炼硅多晶体(polycrystalline silicon)直到晶圆(wafer)产出，此为半导体之上游工业。
此类硅芯片再经过研磨加工及多次磊晶炉(Epitaxial reactor)则可制成研磨晶圆成长成为磊晶晶圆，其用途更为特殊，且附加价值极高。
其次晶圆之体积电路制造，则由上述各种规格晶圆，经由电路设计、光罩设计、蚀刻、扩散等制程，生产各种用途之晶圆，此为中游工业。
而晶圆切割、构装业系将制造完成的晶圆，切割成片状的晶粒(dice)，再经焊接、电镀、包装及测试后即为半导体成品。
图1.2 半导体产业结构上、中、下游完整制造流程制程单元集成电路的制造过程主要以晶圆为基本材料，经过表面氧化膜的形成和感光剂的涂布后，结合光罩进行曝光、显像，使晶圆上形成各类型的电路，再经蚀刻、光阻液的去除及不纯物的添加后，进行金属蒸发，使各元件的线路及电极得以形成，最后进行晶圆探针检测;然后切割成芯片，再经粘着、连线及包装等组配工程而成电子产品。
华侨大学微电子器件与电路(IC2020)Lec3半导体物理基础III
Lecture 3-1 载流子输运教材第5章：5.1 5.2 5.3OUTLINE1. 漂移电流机制2. 半导体材料的电阻率3. 扩散电流机制4. 非均匀掺杂的影响IC2020IC2020热运动1在热平衡半导体中载流子并不是固定不动的，而是具有有限的动能，电子的平均功能为1.5kT,可以用于计算热运动速度*21322n th m v kT =*3th nkT v m ⇒=237*3133 1.3810/300 2.310/0.269.110th n kT J k k v cm s m kg−−⨯⨯⨯===⨯⨯⨯IC2020热运动21371010/0.0110c th s v cm sum nmτλ−≈≈⇒≈=Si 在室温下受原子振动的影响和电力杂质库仑力的影响，载流子的热运动并不是简单的直线运动，而是运动速度和方向不断改变，这种无规则运动不会产生电流，但是会产生热噪声。
(平均自由时间)(平均自由程)IC20201.4.1 漂移电流电场对处于其中的任何载流子都会施加作用力。
-E在碰撞之前，载流子在电场中被加速F qE=±*,()n p qE v t at t m ==±①电场施加在热运动的载流子上，载流子的平均速度不再为零，这个非零速度称为漂移速度，漂移速度叠加在热运动速度上。
②半导体中的漂移速度比热运动速度更加重要，所以“速度”一般特指漂移速度。
IC2020平均碰撞时间t每次碰撞速度t 平均速度每次碰撞速度c①在电场作用下，载流子获得加速度，速度增加，当载流子同晶体中的原子碰撞后，载流子损失了大部分或全部能量②粒子将重新加速并且重新获得能量，直到下一次碰撞③这样的过程不断重复，因此在过程中粒子会有一个平均速度，弱电场强度下平均速度和电场强度成正比IC2020平均漂移速度,,22c d c n p n pq qE v v E m m ττ==±=±顺着电场方向的平均速度被称为漂移速度，单位是1cm s −12345electron E①假设碰撞之间的平均时间τc ，如果外加弱电场，则在电场相反的方向形成电子净漂移。
微电子期末实验报告
微电子期末实验报告实验目的本次实验的目的是通过设计和制作一片微电子芯片，学习和理解微电子器件的工作原理和制造过程，加深对微电子技术的认识和应用。
实验器材与原材料本实验涉及的器材和原材料如下：1. 纯净的硅晶圆2. 光刻机和曝光药水3. 溅射沉积设备4. 热氧化炉5. 电子束曝光设备6. 快速退火设备7. 电子显微镜8. 电阻计和电压源实验步骤及结果1. 硅晶圆的制作：首先，我们取出一块纯净的硅晶圆，将其放入热氧化炉中进行氧化处理，形成一层氧化硅薄膜。
然后，使用电子束曝光设备制作图案掩膜，在光刻机上对硅晶圆进行曝光，形成所需的图案。
最后，使用溅射沉积设备，在硅晶圆上沉积金属薄膜，形成导线和电极。
2. 芯片的制作：通过以上步骤，我们成功地制作了一片微电子芯片。
接下来，我们使用快速退火设备对芯片进行处理，使金属导线与硅基底良好地结合在一起。
然后，使用电阻计和电压源对芯片进行测试，确保芯片的电特性符合设计要求。
3. 电子显微镜的观察：为了进一步研究芯片的结构和性能，我们使用电子显微镜对芯片进行观察。
通过电子显微镜的放大和成像功能，我们可以清晰地看到芯片的微观结构和导线的连接情况。
实验结果分析通过实验步骤中的制作和测试过程，我们得到了一片功能正常的微电子芯片。
我们通过电阻计和电压源测量了芯片的电阻和电压特性，并与设计要求进行了比较。
实验结果表明，芯片的电特性符合预期，并且各个部件之间的连接良好，没有出现导线断裂或短路等问题。
通过电子显微镜的观察，我们进一步研究了芯片的微观结构。
观察结果显示，芯片表面的导线和电极均呈现出光滑的表面，金属导线与硅基底之间有良好的结合。
这表明我们在制作过程中注意了各个步骤的控制和操作，确保了芯片的质量和稳定性。
实验总结与心得体会通过本次实验，我们学习和理解了微电子器件的制造过程和性能测试方法。
我们通过制作一片微电子芯片，加深了对微电子技术的认识和了解。
实验过程中，我们学会了使用各种微电子器材和原材料，掌握了光刻、溅射和退火等工艺步骤，并学会了使用电阻计和电压源等测试仪器。
华侨大学微电子器件与电路(IC2020)Lec2半导体物理基础II
n=2,l=0,m=0,s=±1/2
n=3层，填充4个，n=3,l=0,m=0,s=±1/2
n=3,l=1,m=±1,s=±1/2
CH2 Baisc of Semiconductor Physics II Lec2 - 14/91
③电子存在于第二能量壳层的概率很小
CH2 Baisc of Semiconductor Physics II Lec2 - 11/91
IC2020
Microelectronic Devices and Circuits
电子周期表1
量子数必须满足以下关系：
主量子数n,只能是整数
n = 1, 2,3,
CH2 Baisc of Semiconductor Physics II Lec2 - 5/91
IC2020
Microelectronic Devices and Circuits
单电子原子
在经典波尔理论中，带负电的电子绕带正电的质子
核转动，质子和电子间的库伦吸引而产生的势能为
V (r) = −e2
Microelectronic Devices and Circuits
能量量子化2
n=1(-13.6eV) n=2(-3.39eV) n=3(-1.51eV)
理想化氢单原子模型和最初 的三个允许的电子轨道以及对 应的量子化能量.
+
电子的能量只能是分立值，
即能量的量子化。
随着能级的增加，能量的负
En
电子周期表2
CH2 Baisc of Semiconductor Physics II Lec2 - 13/91
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微电子器件与电路实验(集成)实验报告
姓名学号实验时间2019.5 实验操作实验报告教师签字
实验名称实验三集成MOSFET IV特性分析
实验设备(1)计算机 (2)操作系统：Centos
(3)软件平台：Cadence Virtuoso (4)工艺模型TSMC RF0.18um
实验目的1.掌握集成NMOS和PMOS在强反型、中反型、弱反型以及线性区的IV特性
2.对比长沟道器件和短沟道器件的沟道长度调制效应对IV特性的影响
3.强反型条件下，MOSFET电流随温度漂移特性
实验要求
1. 实验前按要求阅读器件说明文档，阅读实验操作文档，熟悉实验过程及操作步骤
2. 实验过程中按实验报告要求操作、仿真、记录数据(波形)
3. 实验结果经指导老师检查、验收，经允许后方可关机，离开实验室
3、实验后按要求处理数据和波形，回答问题。
实验报告打印后，于下次实验时间缴交。
，
实验内容：
实验3.1 强反型条件下MOS IV特性曲线
实验3.2 中反型条件下MOS IV特性曲线
实验3.3 弱反型条件下MOS IV特性曲线
指定尺寸的NMOS和PMOS在指定偏置条件下，对VGS电压进行DC分析，使器件分别工作于强、中和弱反型区，测试MOSFET IDS电流随VGS变化曲线，并回答思考题。
实验3.4 线性区条件下MOS IV特性曲线
指定尺寸的NMOS和PMOS在指定偏置条件下工作于指定区间，对VGS电压进行DC分析，测试MOSFET IDS电流随VGS变化曲线，并回答思考题。
实验3.5 MOSFET沟道长度的影响
指定尺寸的NMOS和PMOS偏置在饱和区，对VDS进行DC分析，测试测试MOSFET IDS电流随VDS变化曲线，对比沟道长度调制效应对长沟道器件和短沟道器件的影响，并回答思考题。
实验3.6 强反型条件下温度对MOS IV特性影响
指定尺寸的NMOS和PMOS偏置在饱和区，对温度进行DC分析，分析温度对IDS的影响。
华侨大学信息科学与工程学院电子工程系。