薄膜材料与器件课程教学大纲.doc

薄膜材料与器件课程教学大纲

（ThinFilmsandDevices）

一、课程概况课程代码：2303109学分：3

学时：48（其中：讲授学时44，实验学时4）先修课程：大学物理、高等数学、化学等

适用专业：新能源科学与工程、光电信息科学与工程等专业教材：《半导体薄膜技术与物理）》（第二版），叶志镇主编，浙江大学出版社，出

版时间2014.12

课程归口：光电工程学院

课程的性质与任务：本课程是新能源科学与工程专业的专业必修课，也可作为材料和半导体专业的必修课或选修课。通过本课程的学习，可使学生获得真空技术、薄膜制备、器件工艺必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解薄膜材料发展的概况，为学习后续课程和专业知识，以及毕业后从事工程技术工作和科研工作打下理论基础和实验基础。

二、课程目标

目标1.通过学习薄膜材料与器件理论知识，掌握薄膜材料的合成、制备、结构与性能。结合数学知识、物理知识、工程知识和新能源专业知识综合运用于新能源复杂系统或装置的分析与设计。

目标2.在专业领域里，要求学生对各种信息功能薄膜的生长机制、过程和方法有较为深入的了解；在熟悉薄膜基本生长工艺的基础上，对迅速发展的薄膜技术有全面的认识；

毕业要求指标点课程目标目标1目标

毕业要求指标点

课程目标

目标1

目标2

目标3

毕业要求1-3

√

毕业要求2-2

√

毕业要求4-3

√

三、课程内容及要求

（一）真空技术基础

教学内容

真空的基本知识；度量，划分

真空的表征

气体分子运动论

气体分子与表面的相互作用

基本要求

理解分子运动理论

了解压强的基本单位

掌握真空获得方法

重点难点

压强的单位换算

真空实现方法

（二）蒸发技术

教学内容

镀料的蒸发

蒸镀装置与操作

合金膜的蒸镀装置

化合物薄膜的蒸镀

基本要求

理解真空蒸镀装置和原理

了解蒸发过程

重点难点

真空蒸镀过程

不同蒸镀工艺对比

（三）溅射技术

教学内容

溅射基本原理

溅射主要参数

溅射装置与工艺

溅射技术的应用

基本要求

掌握溅射镀膜方法

知道磁控溅射原理

重点难点

磁控溅射特点

辉光放电原理

（四）化学气相沉积

教学内容

硅化学气相沉积

CVD的主要种类

能量增强CVD

MOCVD技术

基本要求

掌握化学气相沉积原理

了解化学气相沉积的应用

重点难点

PECVD过程及应用

MOCVD制备超晶格材料

（五） 脉冲激光沉积

教学内容

PLD的基本原理

激光与靶的相互作用

烧蚀物的传输

颗粒物的抑制

基本要求

理解PLD的基本工作原理

掌握PLD技术优势

了解PLD存在问题

重点难点

PLD的工作原理

液滴现象

PLD工作过程

（六）分子束外延

教学内容

分子束外延的原理与特点

外延生长设备

分子束外延生长三五族化合物

基本要求

了解分子束外延的工作原理

理解分子束外延应用领域

知道分子束外延生长过程

重点难点

分子束外延设备装置

分子束外延生长过程

（七）湿化学制备方法

.1.教学内容

溶胶凝胶技术

喷雾热分解技术

液相电沉积技术

基本要求

理解溶胶凝胶技术发展历程

理解湿化学制备薄膜方法

理解溶胶凝胶技术应用领域

重点难点

溶胶凝胶制备薄膜的过程

溶胶凝胶法应用领域

（八）半导体超晶格和量子阱

教学内容

半导体超晶格量子阱的量子特点

器件介绍及应用

基本要求

知道超晶格/量子阱概念及分类

知道超晶格/量子阱制备工艺

重点难点

超晶格/量子阱应用领域

超晶格/量子阱制备工艺

教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。

序号

教学内容

支撑的课程目

标

支撑的毕业要求

指标点

讲授

学时

实验

学时

1

真空技术基础

目标1、2

1-3

6

2

蒸发技术

目标1、2

1-3、2-2

4

3

溅射技术

目标1、2

1-3、2-2

8

4

化学气相沉积

目标1、2

1-3

8

5

脉冲激光沉积

目标1、3

1-3、2-2、4-3

4

6

分子束外延

目标1、3

1-3、2-2、4-3

4

7

湿化学制备方法

目标3

4-3

4

8

半导体超晶格和量子阱

目标1、3

1-3、2-2

4

合计

42

四、课内实验（实践）

序号

实验项目名称

实验内容及要求

学时

对毕业要

求的支撑

类型

备注

1

真空系统实现

了解常用真空泵：机械泵和分子泵的使用方法，了解利用复合真空计的真空测量方法。

2

2-2

验证性

必做

2

磁控溅射沉积

了解磁控溅射中辉光放电现象，了解磁控溅射薄膜沉积过程，了解磁控溅射设备的原理及使用方法。

2

2-2

验证性

必做

3

四探针法测电阻的电阻率

熟悉四探针法测量半导体材料电阻率的原理，掌握四探针法测量半导体材料电阻