BW-JYJX-QCX

半导体教学实训仪器与器材

产品用途：

BW-JYJX-QCX系列半导体教学培训实验台广泛应用于高校、研究所机构以及大型半导体生产厂家半导体课程教学实训、研究、考核等应用；

根据不同实训教学目的配备相应的半导体实验工作台，通过丰富仪表界面、智能化转换电路、教育教学软件可清晰、准确的进行半导体教学可视化培训，通过实操训练以及配套系统方案可快速掌握半导体测试框架搭建、半导体测试、半导体测试数据分析等让学员快速掌握半导体知识，培养实用性半导体领域人才，该项目相应国家发展半导体教育教学及半导体产业升级具有重要意义。

产品配置及系统方案：

数字电路模拟教学系统

模拟电路教学系统

电力电子技术教学模拟实验系统

基础理论知识

• 半导体物理基础：主要讲解半导体中的电子状态，包括能带结构、导带、价带、禁带及禁带宽度等概念，以及半导体中电子的运动规律。同时，还会涉及本征半导体的导电机制、空穴的概念，以及锗、硅等常见半导体的能带结构等；

• 半导体中的杂质和缺陷能级：介绍杂质在半导体中的性质及作用，如浅能级和深能级杂质、杂质能级等，以及杂质的补偿作用，n 型和 p 型半导体的概念，还有等电子陷阱、两性杂质的概念，以及缺陷、位错能级的特点和作用；

• 载流子的统计分布：讲解状态密度、费米分布和玻尔兹曼分布函数及物理意义，以及本征半导体和杂质半导体的费米能级位置、载流子浓度的计算，同时帮助学生理解非简并半导体和简并半导体的概念以及简并条件；

• 半导体的导电性：涵盖载流子迁移率、电导率的概念以及两者之间的关系，载流子散射机理，散射几率与杂质浓度和温度的关系，以及迁移率和电阻率与杂质浓度和温度的关系，还会涉及强电场效应等内容；

器件原理与特性

• PN 结：要求学生掌握 PN 结的能带结构、空间电荷区以及接触电势差的计算，I-V 特性以及结电容的计算，理解 pn 结的击穿机制和隧道效应等；

• 双极型晶体管：讲解双极晶体管的结构、工作原理、电流放大作用、频率特性等，包括发射区、基区和集电区的作用，以及基极电流、集电极电流和发射极电流之间的关系，还会涉及到双极晶体管的功率特性、基区串联电阻、电流集边效应等；

• 场效应晶体管：介绍场效应晶体管的分类，如 MOSFET、JFET 等，讲解其结构、工作原理、转移特性、输出特性等，以及场效应晶体管的阈值电压、跨导等重要参数，还会涉及到短沟道效应等在纳米尺度下出现的特殊现象。

• 半导体光电器件：讲述半导体发光二极管、激光二极管、光电二极管、光电晶体管等光电器件的工作原理、特性及应用。包括光的吸收与发射过程、内量子效率、外量子效率等概念，以及光电器件在光通信、显示、照明等领域的应用 。

• 半导体传感器：介绍半导体气体传感器、湿度传感器、温度传感器等的工作原理和应用，讲解半导体材料与被测量之间的相互作用机制，以及如何通过测量半导体器件的电学特性变化来检测物理量或化学量的变化 。

制造工艺与技术

• 半导体材料制备：介绍常见半导体材料如硅、锗、化合物半导体等的制备方法，包括单晶硅的提拉法、区熔法，化合物半导体的外延生长技术，如金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）等，以及材料的掺杂技术等；

• 光刻技术：光刻是半导体制造中的关键工艺之一，教学内容包括光刻的基本原理、光刻设备的结构和工作原理、光刻胶的种类和性能、光刻工艺的步骤和控制方法等，以及光刻技术如极紫外光刻（EUV）的发展现状和趋势；

• 蚀刻技术：讲解蚀刻工艺的原理和分类，如干法蚀刻和湿法蚀刻，以及蚀刻工艺在半导体制造中的应用，如去除不需要的半导体材料、形成图案化的结构等，还会涉及到蚀刻工艺的控制和优化，以确保器件的性能和可靠性 。

• 薄膜沉积技术：介绍各种薄膜沉积技术，如化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等，以及它们在半导体制造中的应用，如沉积绝缘层、金属电极、半导体薄膜等，讲解薄膜的生长机制、薄膜的质量控制和性能测试等。

• 集成电路制造工艺：全面介绍集成电路的制造流程，包括从晶圆制备、光刻、蚀刻、薄膜沉积、掺杂等单项工艺的集成，到芯片的封装和测试等全过程，使学生了解如何通过一系列复杂的工艺步骤将半导体器件集成在一起，形成具有特定功能的集成电路芯片 。

测试与测量

• 半导体参数测试：讲解如何测量半导体材料和器件的各种参数，如电阻率、载流子浓度、迁移率、禁带宽度等，介绍常用的测试设备和测试方法，如四探针测试仪、霍尔效应测试仪、电容 - 电压测试仪等，以及测试数据的分析和处理方法 。

• 器件特性测试：针对不同类型的半导体器件，如二极管、晶体管、集成电路等，讲解其特性测试的方法和技术，包括 I-V 特性测试、C-V 特性测试、频率特性测试、噪声特性测试等，以及如何通过测试结果评估器件的性能和质量，分析器件存在的问题和缺陷 。

• 可靠性测试：介绍半导体器件的可靠性测试项目和方法，如高温老化测试、湿度测试、振动测试、静电放电测试等，以及如何通过可靠性测试评估器件在不同工作条件下的稳定性和寿命，提高器件的可靠性和质量水平 。

技术与应用

• 新型半导体材料与器件：介绍近年来出现的新型半导体材料，如碳化硅、氮化镓、二维材料等，以及基于这些材料的新型半导体器件的研究进展和应用前景，如碳化硅功率器件、氮化镓光电器件、二维材料晶体管等，使学生了解半导体领域的新发展动态和趋势；

• 半导体在集成电路中的应用：讲解半导体器件在现代集成电路中的核心作用，以及集成电路的发展历程、现状和未来趋势，包括摩尔定律的演进、芯片制造工艺的不断进步、系统级芯片（SoC）、三维集成技术等，使学生了解半导体技术如何推动信息技术的飞速发展；

• 半导体在其他领域的应用：介绍半导体技术在能源、通信、电力、汽车、航空航天等领域的广泛应用，如太阳能电池、半导体激光器、半导体传感器在环境监测和生物医学检测中的应用、汽车电子中的半导体器件等，拓宽学生的视野，了解半导体技术对社会发展和科技进步的重要影响。

根据半导体实验目的及课程方案进行定制化配置