BW-JYJX-QCX

半導體教學實訓儀器與器材

產品用途：

BW-JYJX-QCX系列半導體教學培訓實驗臺廣泛應用于高校、研究所機構以及大型半導體生產廠家半導體課程教學實訓、研究、考核等應用；

根據不同實訓教學目的配備相應的半導體實驗工作臺，通過豐富儀表界面、智能化轉換電路、教育教學軟件可清晰、準確的進行半導體教學可視化培訓，通過實操訓練以及配套系統方案可快速掌握半導體測試框架搭建、半導體測試、半導體測試數據分析等讓學員快速掌握半導體知識，培養實用性半導體領域人才，該項目相應國家發展半導體教育教學及半導體產業升級具有重要意義。

產品配置及系統方案：

數字電路模擬教學系統

模擬電路教學系統

電力電子技術教學模擬實驗系統

基礎理論知識

• 半導體物理基礎：主要講解半導體中的電子狀態，包括能帶結構、導帶、價帶、禁帶及禁帶寬度等概念，以及半導體中電子的運動規律。同時，還會涉及本征半導體的導電機制、空穴的概念，以及鍺、硅等常見半導體的能帶結構等；

• 半導體中的雜質和缺陷能級：介紹雜質在半導體中的性質及作用，如淺能級和深能級雜質、雜質能級等，以及雜質的補償作用，n 型和 p 型半導體的概念，還有等電子缺陷、兩性雜質的概念，以及缺陷、位錯能級的特點和作用；

• 載流子的統計分布：講解狀態密度、費米分布和玻爾茲曼分布函數及物理意義，以及本征半導體和雜質半導體的費米能級位置、載流子濃度的計算，同時幫助學生理解非簡并半導體和簡并半導體的概念以及簡并條件；

• 半導體的導電性：涵蓋載流子遷移率、電導率的概念以及兩者之間的關系，載流子散射機理，散射幾率與雜質濃度和溫度的關系，以及遷移率和電阻率與雜質濃度和溫度的關系，還會涉及強電場效應等內容；

器件原理與特性

• PN 結：要求學生掌握 PN 結的能帶結構、空間電荷區以及接觸電勢差的計算，I-V 特性以及結電容的計算，理解 pn 結的擊穿機制和隧道效應等；

• 雙極型晶體管：講解雙極晶體管的結構、工作原理、電流放大作用、頻率特性等，包括發射區、基區和集電區的作用，以及基極電流、集電極電流和發射極電流之間的關系，還會涉及到雙極晶體管的功率特性、基區串聯電阻、電流集邊效應等；

• 場效應晶體管：介紹場效應晶體管的分類，如 MOSFET、JFET 等，講解其結構、工作原理、轉移特性、輸出特性等，以及場效應晶體管的閾值電壓、跨導等重要參數，還會涉及到短溝道效應等在納米尺度下出現的特殊現象。

• 半導體光電器件：講述半導體發光二極管、激光二極管、光電二極管、光電晶體管等光電器件的工作原理、特性及應用。包括光的吸收與發射過程、內量子效率、外量子效率等概念，以及光電器件在光通信、顯示、照明等領域的應用 。

• 半導體傳感器：介紹半導體氣體傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器等的工作原理和應用，講解半導體材料與被測量之間的相互作用機制，以及如何通過測量半導體器件的電學特性變化來檢測物理量或化學量的變化 。

制造工藝與技術

• 半導體材料制備：介紹常見半導體材料如硅、鍺、化合物半導體等的制備方法，包括單晶硅的提拉法、區熔法，化合物半導體的外延生長技術，如金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）、分子束外延（MBE）等，以及材料的摻雜技術等；

• 光刻技術：光刻是半導體制造中的關鍵工藝之一，教學內容包括光刻的基本原理、光刻設備的結構和工作原理、光刻膠的種類和性能、光刻工藝的步驟和控制方法等，以及光刻技術如極紫外光刻（EUV）的發展現狀和趨勢；

• 蝕刻技術：講解蝕刻工藝的原理和分類，如干法蝕刻和濕法蝕刻，以及蝕刻工藝在半導體制造中的應用，如去除不需要的半導體材料、形成圖案化的結構等，還會涉及到蝕刻工藝的控制和優化，以確保器件的性能和可靠性 。

• 薄膜沉積技術：介紹各種薄膜沉積技術，如化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等，以及它們在半導體制造中的應用，如沉積絕緣層、金屬電極、半導體薄膜等，講解薄膜的生長機制、薄膜的質量控制和性能測試等。

• 集成電路制造工藝：全面介紹集成電路的制造流程，包括從晶圓制備、光刻、蝕刻、薄膜沉積、摻雜等單項工藝的集成，到芯片的封裝和測試等全過程，使學生了解如何通過一系列復雜的工藝步驟將半導體器件集成在一起，形成具有特定功能的集成電路芯片 。

測試與測量

• 半導體參數測試：講解如何測量半導體材料和器件的各種參數，如電阻率、載流子濃度、遷移率、禁帶寬度等，介紹常用的測試設備和測試方法，如四探針測試儀、霍爾效應測試儀、電容 - 電壓測試儀等，以及測試數據的分析和處理方法 。

• 器件特性測試：針對不同類型的半導體器件，如二極管、晶體管、集成電路等，講解其特性測試的方法和技術，包括 I-V 特性測試、C-V 特性測試、頻率特性測試、噪聲特性測試等，以及如何通過測試結果評估器件的性能和質量，分析器件存在的問題和缺陷 。

• 可靠性測試：介紹半導體器件的可靠性測試項目和方法，如高溫老化測試、濕度測試、振動測試、靜電放電測試等，以及如何通過可靠性測試評估器件在不同工作條件下的穩定性和壽命，提高器件的可靠性和質量水平 。

技術與應用

• 新型半導體材料與器件：介紹近年來出現的新型半導體材料，如碳化硅、氮化鎵、二維材料等，以及基于這些材料的新型半導體器件的研究進展和應用前景，如碳化硅功率器件、氮化鎵光電器件、二維材料晶體管等，使學生了解半導體領域的新發展動態和趨勢；

• 半導體在集成電路中的應用：講解半導體器件在現代集成電路中的核心作用，以及集成電路的發展歷程、現狀和未來趨勢，包括摩爾定律的演進、芯片制造工藝的不斷進步、系統級芯片（SoC）、三維集成技術等，使學生了解半導體技術如何推動信息技術的飛速發展；

• 半導體在其他領域的應用：介紹半導體技術在能源、通信、電力、汽車、航空航天等領域的廣泛應用，如太陽能電池、半導體激光器、半導體傳感器在環境監測和生物醫學檢測中的應用、汽車電子中的半導體器件等，拓寬學生的視野，了解半導體技術對社會發展和科技進步的重要影響。

根據半導體實驗目的及課程方案進行定制化配置