《半導(dǎo)體物理與器件》實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)大綱一、實(shí)踐課程基本信息實(shí)踐課程名稱：半導(dǎo)體物理與器件實(shí)踐對應(yīng)理論課程：《半導(dǎo)體物理與器件》課程代碼：（根據(jù)學(xué)校課程編碼規(guī)則填寫）課程類型：專業(yè)實(shí)踐課/必修課適用專業(yè)：微電子科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)等電子信息類相關(guān)專業(yè)學(xué)分/學(xué)時：2學(xué)分/32學(xué)時（建議實(shí)驗(yàn)操作28學(xué)時、報告撰寫與答辯4學(xué)時）先修課程/基礎(chǔ)：《半導(dǎo)體物理與器件》（理論課同步進(jìn)行）、《固體物理》、《電路原理》、《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》后續(xù)實(shí)踐環(huán)節(jié)/關(guān)聯(lián)課程：集成電路工藝實(shí)習(xí)、半導(dǎo)體器件設(shè)計課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計（論文）等考核方式：過程性考核（60%）+終結(jié)性考核（40%）實(shí)踐場地：半導(dǎo)體器件實(shí)驗(yàn)室、微電子工藝實(shí)驗(yàn)室、半導(dǎo)體參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)室二、實(shí)踐課程目標(biāo)本實(shí)踐環(huán)節(jié)是《半導(dǎo)體物理與器件》理論課程的重要配套，旨在通過系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)踐探究，幫助學(xué)生深化對半導(dǎo)體物理基本原理、半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)與工作機(jī)制的理解，掌握半導(dǎo)體材料與器件的核心測試方法、性能分析技能及基礎(chǔ)設(shè)計思路。通過理論與實(shí)踐的深度融合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)處理與分析能力、問題發(fā)現(xiàn)與解決能力，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度與工程實(shí)踐思維，為后續(xù)從事半導(dǎo)體器件研發(fā)、測試、生產(chǎn)及集成電路設(shè)計等相關(guān)工作奠定堅實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。具體目標(biāo)如下：知識目標(biāo)：掌握半導(dǎo)體材料（硅、鍺、化合物半導(dǎo)體等）的基本物理特性及測試原理；理解PN結(jié)、二極管、三極管（BJT）、場效應(yīng)管（MOSFET）等典型半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)、工作原理與性能參數(shù)；熟悉半導(dǎo)體器件主要性能參數(shù)的測試方法、測試儀器的工作原理與操作規(guī)范；了解半導(dǎo)體器件制備的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)（氧化、擴(kuò)散、光刻、金屬化等）的基本原理與工藝參數(shù)影響；知曉半導(dǎo)體器件性能表征的核心指標(biāo)與行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)。能力目標(biāo)：

能夠獨(dú)立完成半導(dǎo)體材料與器件相關(guān)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計、儀器調(diào)試與操作；具備準(zhǔn)確采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與誤差分析的能力；能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析半導(dǎo)體材料特性、器件工作狀態(tài)及性能優(yōu)劣；具備識別實(shí)驗(yàn)過程中常見問題并提出初步解決方案的能力；能夠規(guī)范撰寫實(shí)驗(yàn)報告，清晰呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、過程、結(jié)果與分析結(jié)論。素養(yǎng)目標(biāo)：

樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，重視實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性與數(shù)據(jù)的真實(shí)性；培養(yǎng)安全實(shí)驗(yàn)意識，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程與半導(dǎo)體器件測試安全規(guī)范；增強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作能力，能夠在小組實(shí)驗(yàn)中有效分工、溝通協(xié)作完成實(shí)踐任務(wù)；激發(fā)對半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的探索興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐與工程應(yīng)用意識；強(qiáng)化質(zhì)量控制與標(biāo)準(zhǔn)意識，理解半導(dǎo)體行業(yè)對器件性能穩(wěn)定性與可靠性的嚴(yán)格要求。三、實(shí)踐課程主要內(nèi)容與學(xué)時分配實(shí)踐項目/模塊核心實(shí)踐內(nèi)容學(xué)時實(shí)踐形式實(shí)踐任務(wù)/成果實(shí)踐一：半導(dǎo)體材料基本特性測試1.半導(dǎo)體材料電阻率測試（四探針法）；2.半導(dǎo)體材料載流子濃度與遷移率測試（霍爾效應(yīng)法）；3.測試條件（溫度、光照）對半導(dǎo)體材料特性的影響；4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析6實(shí)驗(yàn)操作+數(shù)據(jù)采集+小組討論完成半導(dǎo)體材料電阻率、載流子濃度等參數(shù)測試，提交包含數(shù)據(jù)處理與分析的實(shí)驗(yàn)報告實(shí)踐二：PN結(jié)特性測試與分析1.PN結(jié)正向伏安特性測試；2.PN結(jié)反向擊穿特性測試；3.溫度對PN結(jié)特性的影響實(shí)驗(yàn)；4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算PN結(jié)勢壘高度、反向飽和電流等參數(shù)6實(shí)驗(yàn)操作+參數(shù)計算+結(jié)果分析掌握PN結(jié)伏安特性測試方法，完成參數(shù)計算與特性分析，提交實(shí)驗(yàn)報告實(shí)踐三：半導(dǎo)體二極管性能測試1.二極管正向壓降、反向漏電流、擊穿電壓等關(guān)鍵參數(shù)測試；2.二極管開關(guān)特性測試；3.不同類型二極管（整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管）性能對比；4.測試結(jié)果與器件應(yīng)用場景的關(guān)聯(lián)分析4實(shí)驗(yàn)操作+對比分析+報告撰寫完成不同類型二極管性能測試與對比，提交實(shí)驗(yàn)報告并說明器件選型依據(jù)實(shí)踐四：雙極結(jié)型晶體管（BJT）特性測試與分析1.BJT輸出特性曲線測試（共射極接法）；2.BJT輸入特性曲線測試；3.電流放大系數(shù)β、穿透電流ICEO等參數(shù)計算；4.BJT工作區(qū)域（截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)）的識別與驗(yàn)證6實(shí)驗(yàn)操作+曲線分析+參數(shù)計算完成BJT特性曲線測試與參數(shù)提取，提交實(shí)驗(yàn)報告并分析器件工作狀態(tài)實(shí)踐五：金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）特性測試1.MOSFET轉(zhuǎn)移特性曲線測試；2.MOSFET輸出特性曲線測試；3.閾值電壓Vth、跨導(dǎo)gm等關(guān)鍵參數(shù)提?。?.MOSFET開啟與關(guān)斷特性分析6實(shí)驗(yàn)操作+參數(shù)提取+特性分析完成MOSFET特性測試與參數(shù)計算，提交實(shí)驗(yàn)報告并解讀參數(shù)對器件性能的影響實(shí)踐六：實(shí)驗(yàn)報告撰寫與成果答辯1.整理各實(shí)踐項目實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果；2.規(guī)范撰寫綜合實(shí)驗(yàn)報告；3.小組匯報實(shí)踐成果，解答提問；4.總結(jié)實(shí)踐過程中的問題與收獲4報告撰寫+成果匯報+答辯點(diǎn)評提交完整的綜合實(shí)驗(yàn)報告，完成成果匯報與答辯合計-32--四、實(shí)踐教學(xué)方法與手段理論鋪墊與實(shí)驗(yàn)結(jié)合：每個實(shí)踐項目前，通過課堂講解或線上視頻回顧相關(guān)理論知識，明確實(shí)驗(yàn)原理與核心要點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生銜接理論與實(shí)踐，帶著問題開展實(shí)驗(yàn)操作。示范操作與自主實(shí)踐：教師先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器操作示范，講解關(guān)鍵步驟與安全注意事項；學(xué)生分組自主完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計、儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)采集，培養(yǎng)獨(dú)立實(shí)踐能力。問題導(dǎo)向與探究式學(xué)習(xí)：設(shè)置實(shí)驗(yàn)過程中的探究性問題（如溫度對器件特性的影響機(jī)制），引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析主動尋找答案，培養(yǎng)問題解決能力。小組協(xié)作與成果交流：采用2-3人小組合作模式開展實(shí)驗(yàn)，明確小組分工；實(shí)踐后期組織成果匯報與答辯，促進(jìn)學(xué)生間的經(jīng)驗(yàn)交流與思維碰撞。線上線下融合輔助：利用線上學(xué)習(xí)平臺分享實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)視頻、儀器操作手冊、參考資料；開展課后答疑與實(shí)驗(yàn)問題討論，輔助線下實(shí)踐教學(xué)，提升學(xué)習(xí)效果。五、考核方式與評分標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐課程考核兼顧過程性實(shí)踐表現(xiàn)與終結(jié)性成果質(zhì)量，全面評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)處理能力、分析能力與綜合素養(yǎng)。過程性考核（60%）：

實(shí)驗(yàn)出勤與課堂表現(xiàn)（15%）：包括按時出勤、遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、主動參與問題討論情況；階段性實(shí)驗(yàn)成果（30%）：各實(shí)踐項目的實(shí)驗(yàn)操作完成情況、數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、階段性實(shí)驗(yàn)報告的完整性與規(guī)范性，每個項目按完成質(zhì)量評分；小組協(xié)作與問題解決（15%）：根據(jù)小組分工參與度、團(tuán)隊協(xié)作效果、實(shí)驗(yàn)過程中問題解決的主動性與有效性評分。終結(jié)性考核（40%）：

考核形式：綜合實(shí)驗(yàn)報告撰寫+成果答辯；考核內(nèi)容：綜合實(shí)驗(yàn)報告需系統(tǒng)梳理各實(shí)踐項目的原理、過程、數(shù)據(jù)與分析結(jié)論，體現(xiàn)對實(shí)踐內(nèi)容的整體理解；答辯環(huán)節(jié)需清晰匯報實(shí)踐成果，準(zhǔn)確解答教師提出的相關(guān)問題；評分標(biāo)準(zhǔn)：報告規(guī)范性與完整性（10%）、數(shù)據(jù)處理與分析深度（15%）、成果匯報清晰度與邏輯性（10%）、答辯問題解答準(zhǔn)確性（5%）。六、推薦實(shí)踐教材與參考資料推薦實(shí)踐教材：《半導(dǎo)體物理與器件實(shí)驗(yàn)教程》（第2版），劉恩科主編，電子工業(yè)出版社，（最新出版年份）；《微電子器件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，張興主編，清華大學(xué)出版社，（最新出版年份）；參考資料：

《半導(dǎo)體物理》（第7版），劉恩科等編著，電子工業(yè)出版社；《半導(dǎo)體器件物理》，施敏著，趙鶴鳴等譯，電子工業(yè)出版社；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《半導(dǎo)體材料電阻率測試方法》《半導(dǎo)體器件特性測試標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T系列）；儀器操作手冊：實(shí)驗(yàn)所用半導(dǎo)體參數(shù)測試儀、四探針測試儀、霍爾效應(yīng)測試儀等儀器的官方操作指南；在線資源：半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會官網(wǎng)、相關(guān)專業(yè)期刊（《半導(dǎo)體學(xué)報》《微電子學(xué)》《IEEETransactionsonElectronDevices》）、高校半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺。七、實(shí)踐教學(xué)要求對教師的要求：

具備扎實(shí)的半導(dǎo)體物理與器件理論基礎(chǔ)及豐富的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，熟悉各類半導(dǎo)體測試儀器的操作與維護(hù)；提前做好實(shí)踐教學(xué)準(zhǔn)備，包括實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)試、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、實(shí)踐指導(dǎo)方案設(shè)計，確保實(shí)踐教學(xué)順利開展；實(shí)驗(yàn)過程中全程指導(dǎo)學(xué)生操作，及時糾正不規(guī)范操作，解答學(xué)生遇到的實(shí)驗(yàn)問題，關(guān)注學(xué)生的安全操作情況；嚴(yán)格按照考核標(biāo)準(zhǔn)客觀評價學(xué)生的實(shí)踐表現(xiàn)與成果，及時反饋評價結(jié)果與改進(jìn)建議；注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐意識，可根據(jù)行業(yè)發(fā)展動態(tài)適當(dāng)補(bǔ)充前沿半導(dǎo)體器件測試相關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容。對學(xué)生的要求：

按時出勤，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律與安全操作規(guī)程，愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，杜絕違規(guī)操作；提前預(yù)習(xí)實(shí)踐項目內(nèi)容，復(fù)習(xí)相關(guān)理論知識，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砼c步驟，為實(shí)踐操作做好準(zhǔn)備；實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真操作、仔細(xì)觀察，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不得篡改或偽造數(shù)據(jù)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)習(xí)慣；積極參與小組協(xié)作，主動溝通交流實(shí)驗(yàn)思路與遇到的問題，共同完成實(shí)踐任務(wù)；按時、規(guī)范撰寫并提交實(shí)驗(yàn)報告，主動反思實(shí)踐過程中的問題與收獲，不斷提升實(shí)踐能力。八、其他說明實(shí)踐教學(xué)過程中需嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范，涉及高壓、高溫等危險操作的實(shí)驗(yàn)，教師需全程監(jiān)護(hù)，確保學(xué)生人身安全與設(shè)備安全；實(shí)驗(yàn)儀器需定期維護(hù)與校準(zhǔn)，保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；實(shí)驗(yàn)材料（半導(dǎo)體樣品、器件等）需提前檢查，確保符合實(shí)踐要求；實(shí)踐項目可根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件、學(xué)生專業(yè)方向及行業(yè)發(fā)展