微电子论文十篇

微电子论文篇1

微电子论文2000字(一)：浅谈一种新型的25Hz相敏轨道电路微电子接收器论文

摘要随着电子技术的发展，相敏轨道电路接收信号处理装置已逐步实現电子化，以电子接收器代替以前的机械式二元二位继电器，彻底解决了原继电器接点卡阻、抗电气化干扰能力不强、返还系数低等问题。目前广泛使用的微电子接收器都是使用单片机来处理信息，对输入信号采用升压方式进行采样处理，虽提高了信号强度，但是不利于防止输入高压损坏接收器；且每个接收器仅采用单一信号处理通道进行信号分析处理，并由其输出信号驱动轨道继电器动作，接收器的安全性、可靠性和抗干扰能力有待提高；另外，现有接收器故障后相关电气参数不能实时监测；前述不足以影响到轨道电路的整体可靠性和可用性。因此，本文提出了一种基于DSP的新型微电子接收器，以提高微电子接收器的可用性、可靠性及安全性。

关键词电子技术；25Hz轨道电路；接收器

1系统原理

1.1接收器冗余结构

图1新型微电子接收器（0.5+0.5方案）的冗余结构图

接收器的冗余结构图，每台接收器同时进行两个轨道区段（区段A和区段B）的轨道电路信号和局部电源信号的处理，相邻两个轨道区段可共用两台接收器，这两台接收器中的任一正常工作，均可正常处理这两个轨道区段信号，并驱动这两个轨道区段的后级轨道继电器动作。如图1所示，相对于目前的接收器冗余方案，新型微电子接收器的冗余方案可使每个轨道区段节省一个接收器，从而降低建设成本。在接收器冗余结构图中，当接收器1和接收器2中的某一个发生故障时，若另一个接收器能够正常工作即可确保轨道区段信号的正常处理；同时可以通过接收器的自检功能发出报警，提醒维护人员及时更换故障接收器，从而提高轨道电路的整体可用性。

1.2接收器二取二原理

接收器系统内部采用独立的双套硬件和双套软件，实现一路信号，两路处理，最终通过安全与门判决，输出判决结果。当无论是接收器哪一套硬件或软件出现问题，两路处理结果不一致时，系统输出判决都是导向安全的结果。且仅当两路信号处理的结果完全一致时，安全与门输出相同结果。

2系统构成

如图2所示，新型接收器核心处理部分采用双DSP芯片构成二取二安全结构。主从DSP同时处理轨道电路信号和局部电源信号，分别输出判决信号；将主从DSP的判决结果进行与运算，如果主从DSP的判决信号不一致，接收器输出信号将保持轨道继电器处在落下状态；只有当主从DSP的判决信号一致且满足轨道区段空闲条件时，接收器才会输出驱动轨道继电器吸起的信号，显示轨道区段处于空闲状态；主从DSP任一故障，接收器均不能输出驱动轨道继电器吸起的信号，从而提高接收器安全性。

新型接收器电路模块包括：局部输入隔离电路、轨道输入防雷电路、输入信号采集电路、数据处理电路（DSP芯片）、安全与门电路、输出控制电路、电源电路、通信电路和显示与告警电路。

输入隔离：采用电流互感器将轨道信号和局部信号与后级信号处理模块进行电磁隔离，隔离变压器采用降压方式，当输入的信号出现大的冲击或干扰时，通过变压器进行衰减，加载在后级信号处理电路上的信号将被衰减，对后级信号处理电路起到防护作用。

轨道输入防雷电路：采取大功率双向瞬态防雷管，实现对输入雷电和浪涌的防护。

输入采集电路：将输入交流信号的负半周信号抬高到零电平以上，满足后级单电源工作运放的输入要求，单电源工作可减小器件功耗。

数据处理电路：把输入的25Hz轨道和局部模拟信号通过芯片自带的A/D模数转换器转换为数字信号，对转换后的数字信号进行分析处理，测出轨道输入的25Hz信号幅值及轨道信号与局部信号的相位差，在主处理器采集从处理器的输出信号和后级输出控制电路的输出信号并经其判断接收器正常后，再由主处理器控制显示告警电路，并由主处理器将相关数据通过接收器的通讯电路送监测分机。

安全与门电路：比较主从DSP输出信号，经安全与门判决二者一致方能向后级输出控制电路送出有效信号。

输出控制电路：采用开关电源方式输出驱动轨道继电器的直流电压信号。

通信电路：采用总线方式，向集中监测分机传送25Hz相敏轨道电路接收器采集到的轨道交流电压值、相位角和接收器的工作状态等信息。

显示与告警电路：显示接收器自身工作状态及接收器所处理轨道区段的占用与空闲状态，显示接收器DC24V工作电源及局部电源的正常或故障状态。

3结束语

新型接收器将实现接收器工作状态和轨道电路电气参数的实时在线监测，提高运营维护效率，降低维护人员劳动强度，同时，根据新型25Hz相敏轨道电路接收器的功能和特点，可减少现有接收器和轨道架的数量，大量地减少室内配线，初步分析可节约建设成本约20%。

微电子毕业论文范文模板(二)：微电子控制机电设备在工业中的具体应用论文

摘要：在科学技术快速进步的背景下，工业自动化水平取得了比较明显的提升，在机械制造方面表现的更加明显，基于各种因素的影响，微电子技术得到了相对广泛的应用。基于此，本文详细分析了微电子控制机电设备在工业中的应用，希望能够为实际提供良好的借鉴意义，以供参考。

关键词：微电子；机电设备；工业；应用探讨

信息技术的发展以及先进电子设备的产生催生了机电一体化时代的到来，所谓的机电一体化技术是把电工电子技术、机械技术、信息技术、微电子技术、接口技术、传感器技术、信号变换技术等一系列技术结合，再综合应用于实际的综合技术，现代化自动生产设备可以说为机电一体化的设备。微型计算机在机电一体化系统的作用能够总结成如下三点：第一，直接控制机械工业生产过程；第二，机械工业生产期间加强各物理参数的自动测试，进行测试结果的显示记录，在计算、存储、分析判定并处理测量参数或指标；第三，进行机械生产过程的管理与监督。机电一体化系统里微电子控制机电设备怎样进行适宜计算机选择，怎样设计硬件系统，怎样组织软件开发，怎样对现有计算机系统等进行维护与使用是相当关键的，也是值得探索的

课题。

1微电子控制机电设备系统的组成和原理

在某微电子控制机电系统当中，主要是由PLC、管路压力变送器、变频器等多种设备组成的。在控制系统当中，管路压力变送器主要是检测控制辅助冲量、管路水压、蒸发量等三个变量，接着将数据信号向PLC当中传送，并且通过PLC进行分析和计算，将信号发送信号控制器，通过信号控制器来控制水泵运转，在设计系统的過程中需要与实际情况合理的进行结合，并且对变频器的输出频率进行确认，输出频率在整个系统设计过程中具有非常重要的意义，和系统的控制息息相关，在确定系统输出频率是需要综合性的分析和考虑用水量以及扬程参数等。在整个系统当中控制流程的用水量变化，主要是通过压力变送器向PLC传送的通过PLC进行分析和计算，可以有效的调节循环泵的频率，合理的分配能源，让工作的效率提高，起到节约资源的作用。

2微电子控制机电设备在工业中的具体应用

1）可编程序控制器（PLC）的应用。从PLC的角度进行分析，其主要优势在于具有很强的控制能力，而且稳定性较高，机身体积相对较小，可以有效的和其他的配件进行组合。在工业生产的过程中，因为机电设备往往会占据一定的面积，如果想让其厂房中的占比较高，就一定要注意让厂房的空余面积加大，尽量让控制器的数量减少，让机电设备的数量增多，与此同时还需要注意PLC的节能性较高相比，其他的控制系统可以节约资源，让工业生产的成本支出降低，让企业的经济效益增加，由于PLC设备可以有效的和其他设备之间进行组合，可以灵活方便的在厂房当中进行布设，让一机多用。可以实现让厂房的设备结构进一步得到简化，对设备维护中耗费的人力物力进行控制，减少人力输出，可以将人力有效的分配到工业生产当中，让生产资料的利用效率提高。PLC的另一大优势在于可以通过现场总线和生产设备之间

进行连接，有效的监控工业生产，可以动态化的监控生产的全过程，确保在生产过程中，第一时间解决生产时产生的故障，避免由于机械故障而导致生产进度停滞，让设备的维护开支得到控制，PLC的计算速度很快，可以轻松的对生产时的任何变动进行管理和控制，有效的防止由于设备变化控制器无法及时应对而产生的问题，PLC还可以进行相关的升级，伴随当前经济快速发展，就算生产线当中的产品产生了变动，只需要正确的调整，控制程序也可以符合新产品生产的具体需求。

相比于其他编程操作，PLC控制器在编程的过程中较为方便，员工通过短时间的训练就可以熟练的掌握编程的技巧，在实际操作的过程中工作步骤相对较为简单，可以很容易的掌握设备的维修安装以及操作，由于PLC自带程序编辑器只需要工作人员了解梯形语言，就可以对其进行熟练的掌握。对控制器的工作语言进行了解，当出现故障的时候可以及时的调整和处理控制器。

2）变频器调速器的作用。变频器工作状态分作自动与手动两类，手动工作状态即在PLC结束工作后展开的人工操作行为，经电位器调节能对变频器输出频率进行给定。自动工作状态实质是PLC输出信号为变频器输出频率展开控制。和传统调节阀控制方式相比，PLC控制可节电，更好进行水泵磨损控制，在延长设备寿命与实现系统自动化水平提升中发挥了重要作用。

第一，和传统正弦波控制技术相比，因变频器用到了电压空间矢量控制技术，先进性和独特性在性能上得到充分凸显，同时因其特有的低速转矩大、运行稳定性强、谐波成分小等特征，这对我国电网而言输出电压自动调整功能能充分进行优势发挥。第二，变频器具备外部端子、键盘电位器与多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可输入多种模拟信号（如电流、电压、频率等效范围检测，转速追踪等）；并且变频器可实现摆频运行与程序运行等一系列模式。第三，因变频器全系列元件应用的是西门子产品，有极强的保护性能，可靠稳定，能很好的避免过流、短路、过压等问题，确保本机能正常运行。并且变频器有良好的绝缘耐压性，产品质量好，设定简单等使得其有更强的适用性。

3）电路发挥的作用。在安装PLC和变频器的时候，保证电路的稳定是保障工作的必要。电路在安装过程中，应该采取边安装边测电的方式，这样更能使电流稳定，这同样属于工作期间需引起重视的关键环节。在电路安装完毕之后，不要急着通电，应该先再次检查电路是否安装正确，查看是否有少安装或者多安装的情况。另外，测量一下接触元器件的连接点，这样可以发现一些接触不良的地方，若有漏电情况应该及时对此进行维修。电路在工业中也是起到了很大的作用，在安装电路的时候，一定要小心谨慎，综合考虑多方面因素，不要遗漏一些小问题，有时一些小问题也可能出大错，保证电路的稳定才能更好地协调其他设备的安装稳定。应认真复查电路，查看电路有无正确安装，或存在设备多安装或少安装的现象，同时应认真检测每个接触元器件连接点，明确有无接触不良或短路现象，若发生漏电务必要及时维修与处理。电路调试的具体流程总结如下：

第一，应认真查看明确电路整体状况，了解电路面板线有无准确连接，有无看似连接实际并未连接的线，或易短路的线；是否存在两条或多条线混淆的情况；此后，使用最小量程档的万用表对电路面板进行检查，查看开路处和闭路处有无正确开路与闭路，地线是否漏接，电源连线连接的安全性等，同时需测量电源有无短路现象。测量期间可直接进行元器件连接点测量，如此可明确有无以上情况的同时又弄清楚是否存在接触点不良现象。第二，电路调试过程的关键环节之一即硬件电路调试。调试期间务必要注意细小环节的把控，根据电路功能原理做好各个单元电路的调试，再作整体调试，后进行整个电路的调试。电路在工业生产里发挥的作用是相当大的，电路安装过程里务必要综合考量多方因素，认真谨慎，切不可遗漏或放过存在的小问题，确保电路稳定性得到保障。

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在设计系统时，首先应确定变频器的输出频率。因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果，应根据水泵流量。扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。系统中用水量的大小由压力变送器反映到PLC，再由PLC进行分配给循环泵，随时调节循环泵的频率，实现能源合理分配。在此套系统里面，主要的被控变量是管路循环水的压力，管路循环水的压力随着使用点的多少而变化，再由压力变送器反馈到PLC进行调节。

2可编程序控制器((PLC)的优势

可编程序控制器是微电子控制机电设备系统的重要组成部分，英语缩写为PLC。可编程序控制器有很多的功能，比如计数控制、数据处理等。可编程序控制器得到广泛的运用，不仅是因为它有很多的功能，更是因为它有很多的优势。接了下来笔者就简单地概述一下可编程控制器的主要优势：

第一，可编程序控制器所占的空间小，节能，能够随意的进行组合。所占的空间小，这样就能够节约厂房的空间资源，可以存放更多的机器设备；节能就是变相的节约成本，减少对整个微电子控制机电设备系统的整体支出；能够灵活的进行组合，这样既方便存放和管理，又提高了工作的效率。

第二，可连接工业现场信号。利用可编程控制器的这一优势，可以随时掌握工业现场的情况，出现问题，及时地解决，避免了很多不必要的损失。

第三，控制程序灵活多变。这一优势可以减少很多的麻烦，在设备产品进行更新换代时，不用对可编程控制器的硬件进行改变，只要改变控制程序即可，程序的改变并不会影响其性能的发挥。这样就省略了很多的环节，减少了麻烦，对可编程控制器的损害也小。

第四，编程易于掌握。因为可编程控制器的编程容易掌握，所以在具体操作时就非常容易，方便对其进行安装和维修。这是因为可编程控制器自身带有编程器，操作人员只要懂得梯形语言即可，再加之，可编程控制器有自我诊断的功能，发生故障时，可以非常迅速的查出原因，所以维修时特别方便。

第五，安全性能好。可编程控制器的安全性能特别好，不容易发生故障，有些控制器甚至5年以上都能保持安全的运行，再加之，可编程控制器有很好的环境适应能力，对厂房并没有特别的要求。所以很多企业都在现场使用可编程控制器。

3变频调速器的优势

变频调速器是微电子控制机电设备另一组成部分，它的优势主要有以下几点：

3.1性能优越。

随着科技水平的提高，变频器的性能有了很大的提高，不再使用以前传统的正弦波控制技术，而是采用先进的电压空间矢量控制，最大的优势就是能够对输出电压进行自动的调整，非常适合我国现行的电网情况，这样就提高了运行的安全性能。

3.2在功能上采用键量、键量电位器、外部端子、多功能端子等操作方式。

多种模拟信号输人方式如电流、电压、最大值、和、差等组合输人频率水平检侧、频率等效范围检测,S曲线加减速、转速追踪等增强功能，摆频运行、多段速度、程序运行等模式。

3.3在可靠性上它的结构独特，全系列主元件采用SIEMENS产品。

完善的保护功能，即使短路、过流或过压等均不会引起本机故障，先进的表面贴装技术(SM''''T)。低温升、长寿命。PCB精良。绝缘耐压性能优越;严格的生产过程质量管理。键量布局合理、美观耐用、设定简洁、操作方便。

4电路的调试

电路调试的方法主要有两种，一种是整个电路安装完之后，再进行调试，另一种就是边安装边调试。在对电路进行调试时，首先要做的工作就是确定调试方法。我们现在一般采用的方法就是第二种。它是把复杂的电路按原理框图上的功能划分成单元进行安装和调试。在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围，然后完成整机调试。那么用第二种方法具体应该如何调试呢？接下来笔者就详细地说说。

第一，看。看的目的就是要全面的了解一下电路的整体情况，看看电路面板的线是否准确无误的连上，有没有看似接上实际没有接上的线，或者容易短路的线，有时还会出现两条或多条线出现混淆的现象。这是看需要完成的工作。

第二，查。在看完之后，就要进行检查。查主要运用的工具是万用表。需要注意的是，一定要用万用表的电阻最小量程档，主要检查电路面板，看看开路的地方和闭路的地方是否都进行了正确的开路和闭路，地线有没有漏接的，电源连线的连接是否都可靠安全，还要测量一下电源到底有没有短路的情况。值得注意的是，在整个电路安装完成之后，千万不能通电，首先要依据电路原理仔细地查看电路连线有没有准备无误的连接上，有没有搭错的线，有没有少连接的线或者多连接的线，尤其要注意查看有没有短路的情况。在进行测量时，最好直接测量元器件的连接点，这样就可以在查看上述情况的同时查看接触点是否有不良的地方。

第三，电路调试的过程最为关键的是硬件电路的调试。在调试的过程中，一定注意细小的环节，严格按照电路功能原理，对各个单元电路进行详细的调试，然后再进行整体的调试，最后准确无误地完成整个电路的整体调试。

5结论

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1.1微电子机械系统的概念

微电子机械系统主要结构有微型传感器、制动器以及处理电路。其是一种微电子电路与微机械制动器结合的尺寸微型的装置，其在电路信息的指示下可以进行机械操作，并且还能够通过装置中的传感器来获取外部的数据信息，将其进行转化处理放大，进而通过制动器来实现各种机械操作。而微电子机械系统技术是以微电子机械系统的理论、材料、工艺为研究对象的技术。微电子系统并不只是单纯的将传统的机电产品微型化，其制作材料、工艺、原理、应用等各个方面都突破了传统的技术限制，达到了一个微电子、微机械技术结合的全新高度。微电子机械系统是一种全新的高新科学技术，其在航天、军事、生物、医疗等领域都有着重要的作用。

1.2微电子机械系统技术的特点

1.2.1尺寸微型化

传统机械加工技术的最小单位一般是cm，而微电子机械系统技术下的机械加工往往最小单位已经涉及到了微米甚至纳米。这以尺寸的巨大变化使得微电子机械系统技术下的原件具有微型化的特点，其携带方便，应用领域更加广阔。

1.2.2集成化

微电子机械系统技术下的原件实现了微型化为器件集成化提供了有力的基础。微型化的器件在集成上具有无可比拟的优势，其能够随意组合排列，组成更加复杂的系统。

1.2.3硅基材料

微电子机械系统技术下的器件都是使用硅为基加工原料。地面表面有接近30%的硅，经济优势十分明显。硅的使用成本低廉这就使得微电子机械系统技术的下的器件成本大大缩减。硅的密度、强度等于铁相近，密度与铝相近，热传导率与钨相近。

1.2.4综合学科英语

微电子机械系统技术几乎涉及到所有学科，电子、物理、化学、医学、农业等多个学科的顶尖科技成果都是微电子机械系统技术的基础。众多学科的最新成果组合成了全新的系统和器件，创造了一个全新的技术领域。

2微电子机械系统的技术类别

2.1体微机械加工技术

体微机械加工技术主要将单晶硅基片加工为微机械机构的工艺，其最大的优势就是可以制作出尺寸较大的器件，最大的弊端是难以制造出精细化的灵敏系统。并且使用体微加工工艺难以优化器件的平面化布局，制作出来的器件难以与微电子线路直接兼容。体微机械加工工艺一般在压力传感器和加速度传感器的制造中普遍应用。

2.2表面微机械加工技术

表面微机械加工技术就是通过集成电路中的平面化技术来实现微机械装置的制造。其主要优势表现在充分利用了已有的IC工艺，能够灵活掌握机械器件的尺寸，因此表面为微机械加工技术与IC之间是兼容的。表面微机械加工技术与集成电路的良好兼容性使得其在应用领域实现了快速普及。

2.3复合微机械加工技术

复合微机械加工技术就是体微机械技工技术与表面微机械加工技术的结合，其结合了两者的优点，但又同时避免了相应缺点。

3微电子机械技术的应用

3.1环境科学领域

微电子机械系统技术下的微型设备可以在环境监测和数据处理分析上发挥巨大的作用。由化学传感器、生物传感器以及数据处理系统所集合的测量与处理设备。该微型装置可以用来监测空气和液体的成分，其独特优势在于尺寸微小，便于携带。

3.2军事领域

纳米器件所构成的装置先要对半导体器件运行速度高，携带方便，信息输出和处理快捷，在军事领域其能够用来制作各种微型设备，例如“蚊子导弹”、“麻雀卫星”等。

3.3医疗领域

在临床化验分析、介入治疗领域其也能够实现巨大的价值。近几年获得发展的介入治疗技术与传统治疗技术相比临床治疗效果优越，能够有效缓解患者痛苦。但是当前介入治疗仪器价格高，体积巨大，准确性难以保证，尤其是在治疗重要器官时风险较大。微电子机械系统技术的微型与智能特性可以显著降低介入治疗的风险。

4结束语

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关键词：微电子技术；航空系统；综合化

微电子技术的进步在很大程度上提升各领域的科学水平，促进了各领域上的发展，目前在微电子技术在航空系统中的应用效果中，我们可以看到微电子技术的重要作用，不仅仅能够促进航空系统向经济性、技术性方向发展，同时也能促进航空系统整体性的进步。所以我们要明确微电子技术及微电子技术应用于航空系统的重要作用，从而对如何更好地应用微电子技术进行探究，希望可以促进微电子技术在航空系统中的发展。

1微电子技术的基本概念

微电子技术是较为复杂精密的科学技术之一，是建立在各种高密度微电子组件的基础上的高微电子技术。作为目前国内较为高精尖的基本技术端电子技术，其应用领域十分广泛，不仅仅可以使用于航空航天中，也可以使用在各个工业领域及商业领域上，微电子技术的展现形式通常是以微电子商品或者集合多种电子元器件的综合系统载体等出现，同时这也是各种半导体元件的产品的相关统称，作为集成电路的一个重要载体，微电子技术对于促进各领域的发展是有重要作用的，但是微电子技术的学习与创新是微电子技术发展的难点，在目前的信息化时代，我们既要正视微电子技术的重要性，又要对微电子技术进行学习与创新，从而促进国家科学、经济、国防等进一步发展。

2微电子技术在航空系统发展中的重要内涵

随着航空系统的不断发展，我们可以看到微电子技术在航空发展过程之中起到相当大的推动作用，促进航空系统向智能化、科学化、模块化方向发展，而且往往这个时候航空系统的发展也呈现出了综合性这一具体特性，微电子技术在航空系统中的发展不仅仅是航空水平的具体体现，同时也是国家科技水平及相应的国防实力的重要体现，微电子技术不仅仅是理论性的技术工种，当微电子技术应用于航空系统发展过程中时，也在证明我国微电子技术的基本专业知识理论能够很好地和实践应用有机结合起来，体现了我国航空系统发展状况。除了在航空系统中，微电子技术往往也会体现在航空微电子技术产品上，但无论是系统上还是产品上，微电子技术在航空系统发展过程中仍扮演了重要的推动角色。

3如何更好地将微电子技术应用于航空系统之中

3.1将微电子技术的专业理论知识与航空系统应用进行有机结合

我们可以看到目前航空系统的应用已经偏向于综合化、具体化、模块化方向发展了，所以电子技术基础知识应该在明确目前航空系统的基本发展现状之上，与实际航空系统应用进行有机结合，保障航空系统能够使用图像及语音信号实时传送功能，提高航空系统发展中的经济性与技术性，无论是在控制系统还是传感器及显示系统中，都促进了航空系统的灵活性和可靠性特性的发展，解决综合系统中所存在的相应问题，提升客观的显示技术及控制技术，从而推动微电子技术在航空系统中的深化与进步。

3.2提升相关人员的微电子技术水平，引进高质量的人才

无论是航空系统方面还是微电子技术方面其发展都需要高质量、高水平的人才进行相应的实验与应用，所以我们必须提高整体队伍的综合素质，以促进微电子技术在航空系统中的发展与应用。传统的固体物理基础课程、半导体器件与微电子综合课程设计等基本知识理论课程并不能满足微电子技术发展的具体要求，为了培训相应的航空方面的微电子技术人才，我们必须要革新课程，提高课程难度，在一定程度上加入相应的航空理论知识，增加实践课程的相应比例，促进相关专业人员能够将微电子与航空系统的理论知识与现实实际发展情况的有机结合，也可以加强对于VLSI设计、SOC设计方法学嵌入式微处理器体系结构的学习等，但无论是哪种专业知识，都需要相关人员对于相应的微电子技术水平及航空系统的相应技术进行学习与创新，只有这样微电子技术才能在航空系统的发展过程之中得到更好的应用。

3.3对航空系统中的微电子技术设备进行相应的保护

在微电子技术的应用过程中我们也不应该忽视对于微电子技术载体即微电子技术设备的相应保护，一般这些设备会出现静电损害及电磁干扰等常见损害问题，在一定程度上阻碍了航空系统的正常运作，我们必须对微电子技术设备进行相应的保护，从而促进微电子技术可以正常应用于航空系统之中。我们可以利用带有防静电的相应装置，以及防尘罩、导电袋等多种防护准备，保证微电子技术设备不被静电损坏，除此之外还可以考虑降低航空系统各部分的摩擦状况，处理好相应的飞机操作面，安装静电故电器等多种方式降低电磁对于微电子技术设备的干扰，同时对微电子技术设备进行相应的保护。

3.4对航空系统中所使用的集成电路及电子元件进行创新

航空系统中微电子技术应用往往体现在集成电路与元器件的使用过程中，在这个航空系统运行当中，无论是对于信息进行存储或是处理，都需要使用相应的通用高端芯片以及集成电路等，但是目前国内的芯片及核心元器件都主要依赖于进口，国产的集成电路及电子元件不能够满足目前微电子技术在航空系统中的发展需求，面对这一问题，我们必须要注重在航空系统中对于相关技术及电子元件的创新，从而促进微电子技术的提高与航空系统的进步。

4结语

在微电子应用于航空系统中的这一个方面，我们还有好长的路要走，不仅仅需要从理论上获得突破与提高，同时也要在微电子技术及航空系统的实践应用上进行有机融合，明确微电子技术在航空系统中发展的重要内涵，从而通过人才引进、元件升级、设备保护等多种方式促进微电子技术在航空系统发展中的具体应用。

作者:顾晓清 单位:上海电子信息职业技术学院

参考文献:

[1]姜振灏.微电子技术在航空系统中的发展[J].科技视界,2015,13:94+87.

[2]杨畅楠.论科学技术发展对社会变迁的影响[D].渤海大学,2014.

[3]中航工业西安航空计算技术研究所.田泽.航空微电子技术及产业分析[N].中国航空报,2011-11-08011.

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关键词：微束等离子，电弧形态，等离子气流

 

0.序言[1-2]

自上世纪60年代末以来，乌克兰巴顿焊接研究所开始对微束等离子弧焊接技术的应用进行了大量的研究，之后微束等离子弧焊接开始应用于航空、航天、造船、艺术、医学等许多领域。微束等离子电弧收缩，能量集中，因此特别适合于薄壁材料((0.05-1.5mm)的焊接。目前，用直流微束等离子弧已经能够焊接0.01毫米的金属铂。论文参考。

微束等离子电弧工作电流一般小于30A，电弧在工作中受到机械压缩、热收缩和电磁收缩的共同作用具备温度高、能量集中、电弧挺度好等特点。图1为微束等离子弧焊枪结构和实际电弧形态。目前国内微束等离子弧焊接在医学方面已经开始了探索性应用[3]，研究微束等离子弧焊接工艺特点，探索其在实际生产生活中的应用，是焊接工作者的努力方向[4]。

本文试验采用LH-16A型微束等离子弧焊机，氢气为等离子气，保护气体是氢气和氩气的混合气体。分别改变工作电流、离子气流量、电弧高度等工艺参数，观察钨极和铜板之间形成的微束等离子电弧形态变化，分析工艺参数变化对电弧形态的影响，为微束等离子电弧的实际应用提供试验数据支持。

1.1电弧长度改变对电弧形态的影响

保持等离子气流9L/min不变，在一定工作电流值下，从能够引燃微束等离子电弧的最大高度引燃转移电弧，并记录高度。之后逐步增大电弧长度直至电弧熄灭，测量电弧熄灭时电极与工件的距离，并用图像记录各种高度时电弧的形态。改变工作电流值，重新进行上述步骤。得到焊接电流与电弧熄灭高度和最大引弧高度的关系如图2所示，以及相同电流值时不同电弧长度情况下的电弧形态如图3所示。

1.2 电流改变对电弧形态的影响

保持焊枪距铜板高度为5.5mm 、等离子气流量9L/min，在较高工作电流情况下，引燃转移电弧。之后调节工作电流值逐步减小，观察电弧形态变化如图4。论文参考。

2.试验结果分析

2.1从图2中可以看出，在工作电流小于4A范围内，随着工作电流的增大，电弧稳定燃烧长度显著提高。工作电流大于4A以后，电弧在长度很大（＞10mm）的情况下仍然能够保持非常稳定的燃烧。但是当工作电流从大于4A继续增大时，工作电流对电弧稳定燃烧的最大长度影响较小。

2.2从图3中可以看出，电弧长度即使很长，微束等离子电弧的形态仍然保持很好的挺度和收缩状态。但当电弧很长时，电弧在靠近铜板侧的亮度明显减弱，说明此处的电弧的温度有所下降。

2.3从图4中可以看出，在其它工艺参数不变的情况下，随着工作电流的减小，电弧的挺度和收缩状态没有变化，但是电弧亮度明显减小，说明工作电流改变虽然对电弧挺度和收缩状态没有影响，但是电弧的温度随着电流的减小明显减小。

3.结论

3.1微束等离子电弧可以在很小的电流下保持电弧稳定燃烧，同时保证电弧挺度和收缩状态良好，不受电弧长度变化的影响。

3.2工作电流的大小不会影响到微束等离子弧的挺度和收缩状态，但是在较低的工作电流范围内，随着工作电流的增大，电弧正常稳定燃烧的长度显著提高。论文参考。当工作电流达到一定程度后，工作电流大小对电弧稳定燃烧长度不产生影响。

3.3焊接电流的大小主要对等离子弧温度影响较大，对电弧挺度和收缩状态没有影响。

参考文献：

[1]中国机械工程学会焊接学会等编．焊接方法与设备手册[M] ．北京：机械工业出版社，1990．

[2]Ali A H, Shuzo M,Nobuyki F, etal. Plasma welding of thin plate[J]. Quarterly Journal the JapanWelding Society, 2005, 23(2):245～251

[3]徐越兰，王克鸿等.牙科用钴铬合金的微束等离子焊接研究[J]. 电焊机，2003（6）36～38.

[4]马春伟，徐培全等.微束等离子焊接电弧光学特征的试验研究[J]. 上海交通大学学报（增刊），2008（11） 149～151.

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Abstract: Combining with the practical situation and characteristics of the university, based on training target of micro-electronics specialty and from the concept of undergraduate talents cultivation, this paper discussed the cultivating pattern of applied talents from course offering, teaching contents, teachers team construction, experimental teaching practice, and put forward a series of feasible and effective measures, so as to promote rapid development of our new professionals of microelectronics and cultivate application-oriented talents of microelectronics.

关键词: 应用型人才;微电子专业;素质教育

Key words: applied talents;microelectronics major;quality education

中图分类号:G64 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0234-02

0引言

微电子学是在物理学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多种学科基础上发展起来的一门新兴学科,是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校,南京邮电大学建校近50年来,正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展,国内外微电子学人才都十分紧缺,建立微电子学专业,也可为我国的 ASIC设计方面,培养急需的人才[1-6]。在现代科学和技术迅速发展的今天,社会要求大学的培养目标同经济发展的需要相结合,如果培养出来的学生能够适应社会的需求,不仅学生能有用武之地,找到自己的价值和自信,而且学校的知名度也得以提升。因此现今的学校越来越注重某一专门职业的培养,注重培养有能力,有效率的人。因此当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才,也更需要培养大量工程应用型人才。应用型人才培养模式的具体内涵是随着高等教育的发展而不断发展的,“应用型人才培养模式是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标的”。本科应用型是本科层次教育,既有着普通本科教育的共性,又有别于普通本科的自身特点,它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强,是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要,在一定的教育思想指导下,人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式[7]。

1培养应用型人才的措施探讨

培养应用型人才不是单方面的强化和提升,而是涉及到方方面面。比如,学校自身的特点,目标的定位,课程的设置等等,因此,培养应用型的人才可以采取以下措施:

1.1 明确学校和学科的特点和优势每一所高校都有自身的办学特色,每一个学科都有自身的历史传统。只有实事求是地综合分析学校已有的学科基础、特色、优势和不足,才能明确学科发展的科学定位,才能培养出有自身特色的专业人才[6]。微电子专业在我校还是一个新专业,如何把这个新专业做大做强,真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色,是一个值得探讨的问题。根据我校长期为IT行业培养人才和相关院系的基础和优势,设置了以通信集成电路设计为主要方向,并对专业方向的发展作了规划,同时兼顾工艺设计与器件设计。与此同时,确立我校微电子专业人才的培养目标为:根据学校的办学指导思想,树立“理科本科教育以培养应用基础和理工融合型人才为主,在坚持人才培养质量统一要求的基础上,鼓励学生个性化、多样化发展,强化学生的创新精神和实践能力培养”的教学工作指导思想。从教育理念上讲,应用型人才培养应强调以知识为基础,以能力为重点,知识能力素质协调发展。强调学生综合素质和专业核心能力的培养。侧重学科、专业知识的学习和专业能力的培养;培养适应社会主义现代化建设和信息产业发展需要,在德智体诸方面全面发展,具有较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,在拥有微电子学领域内扎实的理论基础上、还具备实验能力和专业知识,具有较强的创新精神和工程实践能力,能在应用微电子学、半导体技术及相关的电子信息科学领域从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作。

1.2 课程设置课程的设置是否合理对应用型人才的培养起到了至关重要的作用,其结构是否连贯、课程安排是否合理直接影响后续的教学培养工作。

1.2.1 课程的设置考虑到应用型人才的特点,必须根据行业的需求来安排和设置课程,在进行课程设置的时候,必须先进行广泛的调研,考虑到社会的实际需求,社会需要什么样的人才,对今后毕业生的去向有充分的了解,了解用人单位的性质,了解用人单位要求毕业生具备什么知识和能力,更重要的是,培养学生自学的能力、解决问题的能力、判断能力和创新能力。在微电子专业正式招生之前,我们组织教师到国内不少高校进行调研,并与多所学校的教师进行了交流。在广泛调研的基础上,我们了解了国内外、省内外的同类专业的发展状况和我校微电子专业的实力、优势及所处的地位,了解到国内外微电子学及集成电路设计人才都十分紧缺,为此,我们提出通讯集成电路和新型微电子器件作为我们的专业方向和特色,并在教学和科研中体现出来。为此,在课程设置上,我们必须在对已经投入适应的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善,将整个学科的课程结构体系,到具体到每一门课程的知识体系,都应该进行优化设计,以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的知识和能力:①掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识,具有较好的人文社会科学基础,并熟练掌握一门外语;掌握微电子学、半导体科学与技术的基本知识、基本理论和基本实验技能;②熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规;了解微电子学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及信息产业发展状况。③具备较好的运用专业知识进行器件设计、集成电路设计的能力,成为工程应用型人才。

1.2.2 理论课程的内容针对江苏省和南京市的集成电路发展特色,以及南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况,适当加强通讯集成电路、新型微电子器件和光电集成的课程,体现专业特色。以能力培养为基础来设计的。在进行社会行业的调查中,首先考虑学生毕业后从事何种职业,然后对这种工作需要哪些能力和知识,根据工作的要求对教学终的课程进行专项的能力和综合能力。在通识基础课中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。学科基础课中设置了数理方程、概率论、信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业基础课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理,这些课程都是基础理论课程,是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到应用型人才的培养,在集成电路与CAD的课程设置上,不同于专业型人才的培养模式,专门设置了16小时的实验,加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中,专门将模拟和数字分开,设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计,这不同于其他院校的课程设置,应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识,加强了学生的集成电路分析和设计的能力。另外还设置了32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验,这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲,已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学,并筹备建立了微电子专业实验室,拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程,在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验;基于以上措施,建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程,涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。

1.2.3 实践课程的内容课程突出职业能力。对于应用型人才来讲,在学习过程中训练学生的职业技能是学生是否成功的关键之一;学习过程重点基于问题的学习,这是培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力的又一关键;学习过程还要培养学生的沟通能力。此外,还拟通过建立微电子专业实验室,开设微电子和半导体测试实验课,在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生。微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业,从集成电路的生成流程来看,其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。作为高等学校,而非生产厂家,不可能具备从前端到后端整个流程的实践条件,为此,我们拟对其中的主要环节开展实践教学。在实践型环节的课程设置中,通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中,设置了软件设计、微电子课程设计等,设计内容都是与本专业紧密相关,全面运用到所学的专业知识。同时建立校外实习基地,使学生能够初步了解芯片生产过程。通过参加国外IC CAD公司的大学计划、购置器件和工艺设计CAD工具,并通过和IC生产企业建立良好合作关系,建立生产实习基地。注重学生与工业界的直接联系。争取在毕业设计阶段,大部分学生的毕业设计都能在企业完成的,而且不少学生的第一个工作就是在所实习和进行毕业设计的单位里找到的。

1.3 师资队伍的建设没有高水平的师资队伍,培养高素质的人才也只能是纸上谈兵。而且本学院的主要任务就是能培养具有良好的学习、工作和创新的高级应用型人才,因此从这个方面来讲,没有年龄结构、学历结构、职称结构合理的高水平师资队伍,也是不能完成高校所承担的任务的。而且针对应用型人才的培养目标,师资队伍本身也要具备能培养应用型人才的能力和水平。

1.3.1 积极培养学科带头人培育创新型人才就要统筹考虑学科直接承担的教学、科研、服务三大职能的关系,加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。以中青年学科(术)带头人的培养为重点,并加大向青年骨干教师和一线教师倾斜的力度,创造一个公开、平等、竞争、择优的用人环境,营造一个和谐、宽松、温馨的工作氛围。学校要为人才成长创造一流的工作和实验条件,打造一个凝聚人心的事业平台,通过培养和引进,形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队,使其在学科建设中发挥突出作用。

1.3.2 在教师中增加培养应用型人才的意识目前,我校的微电子技术系拥有教师7名,平均年龄35岁以下,年轻教师占了90%以上。我们学院的老师都是从大学毕业直接来教大学,导致对学生的培养从源头上还是在按照“理论型”或“学术型”的培养模式在进行。因此,建立既具有深厚扎实的理论知识功底,又具有精通实践,有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的“双师型”教师队伍,培养高层次高质量的实用型、应用型教学人才迫在眉睫。今后学院应把如何培养“应用型教师”作为一个重要目标,来加强师资队伍的建设。在教师中增加培养应用型人才的意识。

积极筹措资金,进一步完善微电子设计、测试实验室,开出更多的实验项目,增加实验组数,鼓励教师在课程教学中增加设计、实验类的课时比例,让学生多动手动脑。鼓励教师积极申报应用型或工程类的项目,这样既可以满足一定的科研工作量,也可以让学生参与到项目中来锻炼学生的从事科研和工程技术类的工作,积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作,给学生提供实习、工作的机会和场所,也可以提高就业率。鼓励教师到国内外高校去做访问学者,积极参加国内外举办的国际会议,从而了解专业的最新发展、前沿问题,并开阔了眼界。设立专款建立青年教师培养基金,资助青年教师开展注重应用类的教学科研工作。在进行教学工作的同时,也与企业界密切合作进行科研工作和技术开发工作,保证自己在理论和技术方面的领先性,在授课时结合自己的研究成果、把新的观念、新的方法、新的理论传授给学生,当自己的研究成果转化为产品后,可以将最新产品和最新技术溶入工业中。

只要通过以上措施,从学科目标、理论课程、实践环节及师资队伍建设等工作常抓不懈,经过一定的阶段,一定会培养出高水平的拥有微电子学领域内扎实的理论基础、较强的创新精神和工程实践能力,从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的应用型人才。

2小结

总的来说,微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。而国内外微电子学人才都十分紧缺,尤其注重某一专门职业的培养。因此我校也更需要培养大量的微电子方面的工程应用型人才。而培养应用型的人才必须采取的措施是:明确我校的特点和优势,以通信集成电路设计为主要方向,同时兼顾工艺设计与器件设计;在课程的设置上,必须根据行业的需求来安排和设置课程,除了基础理论课,也要大大加强实验和上机比例。在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生;同时在教师中增加培养应用型人才的意识,鼓励教师与公司、研究所合作,积极申报应用型或工程类的项目,让学生参与到项目中积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师给学生提供实习、工作的机会和场所。相信通过各方面的工作的配合,一定会培养出高质量的微电子学领域内的应用型人才,为我国的微电子工业做出贡献。

参考文献:

[1]杨宏,王鹤.微电子机械技术的发展与现状.微电子学,2001,31(6):392-394.

[2]严兆辉.微电子的过去,现在和未来.武汉工程职业技术学院学报,2003,15(2):30-34.

[3]李斌,黄明文.微电子技术专业创新教育探索.中山大学学报论丛,2002,22(1):108-109.

[4]刘瑞,伍登学,邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践.实验室研究与探索,2004,23(5):6-8,23.

[5]李文石,钱敏,黄秋萍.施敏院士论微电子学教育.教育家,2003,(3):11-16.

微电子论文篇7

苏教版必修2“化学能转化为电能”一节,属于中学化学基本理论内容,是氧化还原电化学中一块重要的知识,也是进行学科观念构建为本的教学设计的好素材。

本节涉及的主要学科基本观念有:

(1) 微粒观:电解质的微粒组成,电解质的电离,离子、电子的迁移运动。

(2) 能量观:化学反应总伴随着能量的变化,自发氧化还原反应的化学能可以转变为电能。

(3) 守恒观:能量守恒;氧化还原反应电子得失守恒;正负两极电子得失守恒;电解质溶液中阴阳离子电荷守恒。

(4) 作用观:离子与离子,离子与原子,离子与电子,离子与分子等相互作用。

(5)实验观:“实验是最高的法庭”,通过实验探究让学生归纳构成原电池条件,通过水果电池实验,激发学生的学习热情。

(6)可持续发展观:通过金属腐蚀及防护的教学,使学生了解资源回收利用的价值,初步形成可持续发展的观念。

[实验探究]将几粒颗粒较小的锌粒投入少量稀硫酸中,用手紧握试管外壁感受溶液温度的变化。分析稀硫酸中存在的微粒,加入锌粒后微粒间的作用;写出反应的离子方程式,并表明电子转移情况,指出能量转化形式。

[讨论交流]根据各小组的汇报,整理如下:

①硫酸溶液中存在H+、SO42-离子,加入锌粒后Zn与H+相互作用,Zn原子失去电子、H+得到电子。

②氧化还原反应

③溶液温度升高,化学能转变成热能。

设计说明:通过学生实验探究,分析物质微粒组成、微粒运动和微粒间相互作用和能量转化,渗透了微粒观、能量观和守恒观的教学。

[教师]能否可将上述氧化还原反应的化学能转化为电能?若能,如何来实现这种转化?

[实验探究]提供:0.1 mol・L-1的稀硫酸、锌片、铜片、石墨棒、烧杯、电流计、音乐贺卡和若干导线, 请根据上述反应,设计一个在外电路能获得电流的装置, 并证明之。画出装置图, 进行交流。

[讨论交流]将学生设计的实验装置示意图(见图1), 通过投影交流、分享。

上述装置中①、②符合上述反应,可以获得电流;③可以获得微弱电流,但不符合上述反应;④、⑤因电极材料相同,没有电位差,不能获得电流。

[教师]上述装置可实现将化学能转化为电能,由化学能转变为电能的装置叫做原电池,今天这节课我们学习“化学能转化为电能”,要掌握原电池的工作原理。

设计说明:上述实验探究具有一定的开放性,让学生在试误中习得知识,通过讨论交流分享探究成果。

[问题]下面以装置①为例进行分析:两极上各发生了什么变化?写出电极反应和电池反应方程式。该装置中电子和电流分别是怎样流动的?

[讨论交流]交流汇报,形成共识。

负极(Zn):Zn-2e-Zn2+(氧化反应)

正极(Cu):2H++2e-H2(还原反应)

电池反应:Zn+2H+Zn2++H2

锌极锌失去电子,电子由锌极通过外电路导线流向铜极,H+在铜极上得到电子,电子再由铜极通过溶液流向锌极。

[教师追问]溶液中有无电流通过?有无电子通过?其流向是怎样的?

[学生]溶液中无电子通过,溶液中离子作定向运动,H+向铜极运动,SO42-向Zn极运动,形成电流。

设计说明:使学生从微观角度理解原电池的工作原理。

[教师追问]刚才我看到有同学用锌、石墨和稀硫酸组成装置,也获得了电流,你认为其原理与锌、铜和稀硫酸构成的装置一样吗?

[学生]是一样的,锌作负极被氧化,石墨作正极,H+在石墨电极上获得电子,放出氢气。

[教师追问]对。若将铜片换成镁带能否构成原电池?与铜锌原电池发生的反应是否一样?

[学生]能,这时镁作负极:Mg-2e-Mg2+,锌作正极:2H++2e-H2,与铜锌原电池发生的反应不一样。

[教师追问]若将上述铜锌原电池中的电解质改为硫酸铜溶液,能否构成原电池?指出正负极,写出电极反应和电池反应。

[学生]这时锌是负极、铜是正极,负极Zn-2e-Zn2+,正极Cu2++2e-Cu,电池反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu。

[教师小结]自发的氧化还原反应的化学能都可以转化为电能。

设计说明:通过变换情境、追问,使学生进行一步理解原电池的本质,同时对氧化还原反应中微粒间的作用有更深刻的认识。

[迁移应用]判断下列装置(图2),能否构成原电池(外电路获得电流)?若能,指出原电池的正负极、写出电极反应和电池反应;若不能,说明原因。

[讨论交流]学生将讨论及分析情况进行汇报:①两电极材料相同,无电势差,无电流产生,不能构成原电池;②有电流,可构成原电池;③铜极、锌极接触,发生短路,无电流产生,不能构成原电池;④酒精不是电解质,无电流,不能构成原电池;⑤有电流,能构成原电池。

[问题]通过以上学习,请同学们讨论:构成原电池需要那些条件?如何判断原电池的正负极?如何书写电极反应?通过讨论交流完成下列小结表。

[讨论交流]学生归纳完成表1,教师引导补充完善。

设计说明:在教师引导下,通过学生的讨论交流,获得构成原电池的一般条件,及正负极判断、电极反应书写和电子流动方向判断的知识。进一步从微粒观、微粒作用观、能量观、守恒观理解原电池的相关知识。

[迁移应用]格林太太的牙病

曾经有一位格林太太镶了一颗金牙,但有一次因意外事故,她的金牙旁边的一颗牙齿破碎,牙医为她补了一颗不锈钢牙,可是自那次事故以后,格林太太就留下了“后遗症”:经常头疼、夜间失眠、心情烦躁,拜访了很多当时的名医,使用了当时最先进的仪器,都无功而返。后来,一次偶然机会,她遇见了一位年轻的化学家,化学家很快就解除了她的烦恼。你想知道格林太太到底得了什么“怪病”,年轻的化学家用什么方法解除了格林太太的烦恼吗?

[讨论交流]金牙和不锈钢牙与口腔唾液中的电解质形成原电池,这种微弱的电流连续地、长时间地刺激格林太太神经末梢,打乱了神经系统的正常状态,引起人体的不适。改用相同材料制作的假牙,即可消除“怪病”。

[迁移应用]“暧宝宝”的发热原理

市售“暧宝宝”密封袋内的原料有:活性铁粉、石、活性炭、食盐等,当内包装袋打开,接触空气,就能产生热,并保持10至12小时。试解释铁粉、活性炭和食盐所起的作用,并写出有关反应的方程式。

[讨论交流]内袋启封后,铁粉、活性炭和食盐接触空气中的氧气和水构成了原电池,铁作负极,炭作正极,氯化钠溶液作电解质。

发生的反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。

设计说明:利用有趣的化学故事,让学生在解答问题的过程中,激发学习化学的兴趣。

[课后作业]

1. 用家里可以找到的材料和试剂:铝线、铜线、音乐贺卡(去电源)、食醋。设计一个原电池,使贺卡放出音乐,写出电极反应和电池反应。

2. 阅读教材和相关资料,了解金属腐蚀的原理和防护方法,调查社区或附近工厂金属腐蚀和资源回收利用情况。

设计说明:设计实践性作业,培养学生自主、合作和探究的能力。

参考文献:

[1]王磊等.观念建构为本的化学教学设计研究.[J]化学教育,2008(6):7～12.

[2]魏樟庆.新课程高中化学“微粒性”观念的建构.[J]化学教育,2008(10):14～16.

微电子论文篇8

关键词：本科教育；微电子；课程体系；结构优化

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0033-03

一、引言

微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业，对国民经济有着巨大贡献，并渗透到其他很多学科，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校，南京邮电大学建校近50年来，正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展，国内外都需要大量的微电子学人才，我校成立微电子学专业，旨在为我国的ASIC设计方面，培养急需的人才[1-6]。我国“十五”计划纲要明确提出大力发展半导体集成电路产业，为了满足社会的发展和需求，我校微电子专业成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在学校各级领导的重视和关心下，专业建设取得了飞速发展。本科人才培养方案是各专业人才培养目标、培养规格以及培养过程和方式的总体设计，是学校组织本科教学、规范教学环节、实现人才培养目标的纲领性文件，对人才培养质量具有决定性的影响。当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才，也更需要培养大量工程应用型人才。所谓“应用型人才”主要是指德、智、体、美等方面全面发展的，能够将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的高级专门人才。“应用型人才培养模式是以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标的”。它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强，是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要，在一定的教育思想指导下，人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式。

二、深化完善本科教学体系改革的措施探讨

人才培养方案制（修）订工作对于学校实现人才培养目标、进一步深化完善本科教学体系改革具有重要意义，人才培养方案制（修）订需要全面贯彻国家中长期教育改革和发展规划纲要，认真落实教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见等文件要求，不断适应国家和社会发展需要，进一步深化教育教学改革，优化人才培养过程，提高人才培养质量，促进学生全面发展。具体的改革措施探讨如下。

1.进一步明确本专业的特点和优势。培养方案是高等学校实现人才培养目标、开展人才培养工作的总体设计和实施方案，为全面贯彻教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见，以执行最新颁布的普通高等学校本科专业设置管理规定为契机，推动我校新一轮专业建设和教学改革，以不断适应知识经济、科技、社会发展对各类高素质创新人才的需要，根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，构建和完善适合我校办学指导思想、具有我校办学特色的本科创新人才培养体系，根据新《目录》规定的各专业培养目标、培养要求、主干学科、核心课程、主要实践性教学环节、主要专业实验，紧密结合近年“本科教学工程”改革实践，开展本科专业培养方案的修订。本专业培养适应社会发展需要，道德文化素养高，社会责任感强，身心健康，掌握扎实的自然科学基础知识和必备的专业知识，具有良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识，能在微电子器件、工艺和集成电路设计及相关的电子信息科学领域从事科学研究、产品研发、工程设计、技术管理等工作的专门技术人才。主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。

2.课程设置进一步优化。课程的设置是否合理对人才的培养起到了至关重要的作用，尤其是现今提出的对专业人才的更高要求，需要进一步优化课程体系，合理安排课程内容。首先，在课程设置方面，当前，南邮本科微电子专业经过几年的发展，取得了不少成绩。但世界范围内微电子产业飞速发展的特点决定了高校微电子学科的教学必须紧紧跟随产业发展的步伐。我们在看到以前所取得的成绩的同时也必须看到其中所存在的一些问题，并积极进行改革创新。我校的微电子专业在设立初期，经过各方专家的反复讨论和论证，建立了一套统一的专业课程和教学大纲。这套课程满足该专业最基本的专业要求。但由于微电子专业设立时间不长，仍属于起步阶段，由于硬件条件和师资力量的缺乏和不到位，无法设立多样的课程体系和科目，所以目前的教学仍然是基本上按统一的教学大纲和教学要求组织。随着学校办学规模的扩大，通达微电子学院的设立，选修微电子专业课程的学生人数不断增加，原有的教学课程体系和科目还需要进一步细化、深化、推广。为此，在课程设置上，我们必须对已经投入使用的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善，将整个学科的课程结构体系、到具体到每一门课程的知识体系，都进行优化设计，以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的能力：掌握扎实的数学、物理等方面的基本理论和基本知识；系统掌握量子与固体物理、半导体物理与器件物理、半导体集成电路设计和制造的基本知识，具有独立进行微电子器件、工艺和集成电路设计的基本能力；了解电子信息类专业的一般原理和知识，受到科学实验与科学思维的训练，具有本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力；在综合类实践、实验中具有较强的独立设计、分析和调试系统的能力，能够完成综合性和探索性工作的能力；养成良好的学习习惯，对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力；其次，对于理论课程的内容，针对南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况，以及本专业的特色建设，主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。以能力培养为基础来设计，并考虑学生毕业后从事的职业，根据工作的要求对教学中的课程进行专项的能力和综合能力培养。在通识教育类课程中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。专业教育类课程中设置了信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理，这些课程都是基础理论课程，是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到工程认证的需要，在集成电路与CAD的课程设置上，专门增加了16小时的实验，加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中，专门将模拟和数字分开，设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计，这不同于其他院校的课程设置，应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识，加强了学生的集成电路分析和设计的能力。除了已经设置的32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验，还增加了32小时的工艺实验，这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲，已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学，并筹备建立了微电子专业实验室，拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程，在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验；基于以上措施，建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程，涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。再者，实践课程的内容上，由于微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业，从集成电路的生成流程来看，其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。实践课程的设置对培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力极为关键；需要工程认证的专业的实验实践课程必须要达到30%以上。因此，还拟通过建立微电子专业实验室，开设微电子和半导体测试实验课，在培养学生理论知识的同时，加强实践能力的培养，培养既有较深理论基础，又有一定动手能力的全面发展的学生。在实践型环节的课程设置中，通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中，设置了软件设计、微电子课程设计等，尤其是微电子课程设计，将进行较大的改革，要求改革后设计内容都是与本专业紧密相关，全面运用到所学的专业知识。

3.师资队伍的建设。本专业现在拥有专业教师14名，完全满足本科的专业教学需要，但从事集成电路设计方向的老师比较缺乏。还有，学生的个性不同，使学生在学习的兴趣、主动性等方面差异很大；随着社会竞争的日益激烈和社会需求的不断变化，又使学生的未来发展面临很大挑战，学生的需求随之呈现多样化。因此，多元化的培养规格应当成为共识。将学生的具体情况和社会需求相结合，这就要求我们必须打破现有的统一模式，根据学生的实际和社会需求建立多样化的课程体系，实施分类教学，在保证打好扎实的专业基础的前提下，设立尽可能多的适应当今社会发展的方向性课程。建立既具有深厚扎实的理论知识功底，又具有精通实践、有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的教师队伍迫在眉睫。近几年，我学院在引进高水平的师资力量方面进行了不懈的努力，微电子专业教师的队伍在不断扩大，教师的专业方向也在不断丰富，能够胜任并有选择性地担任各主要方向的专业课教学。但仍然缺乏学科带头人，缺乏一个凝聚人心的事业平台，学术梯队。这就要加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。通过培养和引进，形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队，使其在学科建设中发挥突出作用。鼓励教师积极申报各类项目，积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作，鼓励教师到国内外高校去做访问学者，积极参加国内外举办的国际会议，从而了解专业的最新发展、前沿问题，开阔眼界。

三、小结

总的来说，微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。培养方案是高等学校实现人才培养目标、根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，迫在眉睫。其中需明确我校的特点和优势，以通信集成电路设计为主要方向，同时兼顾工艺设计与器件设计。相信通过培养方案、课程设置、师资等各方面的建设，一定会培养出高质量的微电子学领域人才，为我国的微电子工业做出贡献。

参考文献：

[1]杨宏，王鹤.微电子机械技术的发展与现状[J].微电子学，2001，31（6）：392-394.

[2]李文石，钱敏，黄秋萍.施敏院士论微电子学教育[J].教育家，2003，（3）：11-16.

[3]刘瑞，伍登学，邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，23（5）：6-8，23.

[4]李斌，黄明文.微电子技术专业创新教育探索[J].中山大学学报论丛，2002，22（1）：108-109.

[5]严兆辉.微电子的过去、现在和未来[J].武汉工程职业技术学院学报，2003，15（2）：30-34.

[6]蒋元平.学科建设的内涵诠释和实现策略[J].中国西部科技，2007，（1）.

微电子论文篇9

关键词 半导体物理 启发式教学 启发式问题

中图分类号：G424 文献标识码：A

半导体物理是研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科，是固体物理学的一个重要分支。研究半导体中的原子状态是以晶体结构学和点阵动力学为基础，主要研究半导体的晶体结构、晶体生长，以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷。研究半导体中的电子状态是以固体电子论和能带理论为基础，主要研究半导体的电子状态，即能带结构、杂质和缺陷的影响、电子在外电场和外磁场作用下的输运过程、半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过程、各种半导体器件的作用机理和制造工艺等[1-4]。

从上面的半导体物理研究内容可以看出，半导体物理是一门介于理论与实践之间的课，由于它的理论性，导致老师难教，学生难学。因此怎么教是一个非常值得探讨的问题。文献[5-6]提出了基于研究性学习的教学思想，培养学生的创新意识和科学工作能力，取得了一定的教学效果。文献[7] 提出了采用多媒体、课堂互动、“头脑风暴”和课程实验结合的 “形象化”的教学方法，激发了学生的学习兴趣，促使学生能更深刻地理解半导体物理理论。

本文首先分析半导体物理教学现状，然后提出两种启发式教学思路，并举例说明，最后总结启发式教学效果。

1 教学现状

1.1 教材难度较大

目前大多数院校选用的教材是电子工业出版社出版的刘恩科主编的《半导体物理学》，该书偏重于理论阐述和推导，需要学习者具有良好的数学和物理相关基础知识。但是，由于半导体物理课程比数学课程晚两个学期开课，到半导体物理开课的时候，大部分同学数学都忘得差不多；另外大部分学校微电子专业都取消了量子力学和固体物理课程，学生没有学习物理理论的前导知识，就直接进入半导体物理的学习。因此，加大老师了教学难度，同时也增加了学生的学习压力。

1.2 教学模式单一

目前半导体物理教学基本采用“老师讲学生听”的模式[8]，由于半导体物理阐述的大部分都是微观物理结构、微观物理现象和微观物理理论推导，这些知识抽象枯燥，如果只是采取单纯的“老师讲学生听”模式，缺少老师和学生之间的互动，需要学生有比较好的想象力，因此无形中增加了学生的学习难度。另外一方面，长期采用这种教学方法，不利于带动学生的探索精神，学生获得的知识也仅限于课本知识，不利于学生创新能力的培养。

1.3 学生认识偏差

目前，高校工科学生中大多有重技术轻理论的思想，具体到微电子学专业的学生， 重电路设计轻半导体物理及器件的研究[9]。这使学生学习半导体物理的积极性不高。如果学生的半导体物理及器件的理论知识的基础不扎实，会导致学生的电路设计尤其是模拟集成电路设计能力的停留在初步阶段，难以提高。

2 启发式教学思路

针对目前的教学现状，为了让学生能通过简单的问题启发明白半导体物理知识，因此本文提出以下两种启发式教学思路。第一种思路是从宏观现象中寻找与微观现象相匹配的例子引出问题，宏观现象都是现实生活中能够看到或感觉到的东西，以这样的例子来引出问题，让学生理解微观现象的难度大大降低；第二种思路是从电路的工作角度引出微观现象，电路的工作原理都是工科学生比较感兴趣的东西，如果能从电路的工作角度一环一环引出微观现象，让学生的学习兴趣一下提高不少，也培养了学生的思考精神。下面分别对这种两种教学思路举例说明。

2.1 从宏观现象中寻找与微观现象相匹配的例子引出问题

比如讲授能级分裂的时候，设置如下启发问题：

问题1：50个座位的教室能坐多少人？（提示：必须遵守一人一座的原则）

答：50人。

问题2：如果想在这个教室坐下100人怎么办？

答：只能加50个座位。

问题3：一个原子的一个电子轨道能容纳多少个电子？（提示：必须遵守一电子一轨道的原则――包里不相容原理）

答：一个电子。

问题4：两个原子挨在一起，他们的相同能量的电子轨道相交了，这个时候相当于两个电子在同一能量轨道上，如果还必须遵守一电子一轨道的原则，怎么办呢？

答：增加一条轨道，相当于一条轨道变成两条轨道。

问题5：如果N个原子挨在一起，如果还是按照一个电子一轨道的原则，那他们相同能量的电子轨道怎么办呢？

答：增加N-1条轨道，也就是相当于一条轨道变成N条轨道。

2.2 从电路的工作角度引出微观现象

比如讲授半导体掺杂前，可以设置如下启发问题：

问题1、电子设备是怎么工作的？

答：电流驱动的。

问题2、电流又是怎么形成的？

答：载流子的定向运动形成电路。

问题3、载流子怎么产生的？

答：通过本章节的学习，大家将会找到答案。

3 结束语

半导体物理是一门介于理论与实践之间的课，由于它的理论性，导致老师难教，学生难学。本文提出启发式教学方法，采取不断提问题的方法，问题一环扣一环，直到最后引出上课内容。通过在教学中采用启发式教学的效果看，对于复杂的微观问题，老师容易讲明白了，学生也容易听明白了。因此启发式教学一方面在没有降低知识难度的情况下降低了学习难度，另一方面提高了学生的学习兴趣，增强了学生的思考精神。

基金项目：电子科技大学中山学院质量工程建设项目资助（项目编号：ZLGC2012JY12）

参考文献

[1] 沈伟东，刘旭，朱勇，等.用透过率测试曲线确定半导体薄膜的光学常数和厚度[J].半导体学报，2005（2）：335-340.

[2] 唐莹，孙一翎，李万清.MATLAB在半导体课程教学中的应用[J].长春理工大学学报（高教版），2009（10）：126-127.

[3] 孙连亮，李树深，张荣，等.半导体物理研究新进展[J].半导体学报，2003（10）：1115-1119.

[4] 江锡顺.提高应用型本科院校半导体物理教学质量的方法研究[J].滁州学院学报，2011（5）：110-111.

[5] 王印月，赵猛.改革半导体课程教学 融入研究性学习思想[J].高等理科教育，2003（1）：71-73.

[6] 张铭，王如志，汪浩，等.基于研究性学习的半导体物理课程教学改革[J].科教文汇（上旬刊），2011（7）：47-48.

[7] 王强.半导体物理的形象化教学[J].中国现代教育装备，2009（1）：92-93.

微电子论文篇10

【关键词】微电子技术；发展历程；发展趋势

一、微电子技术概念分析

微电子学主要是对固体材料上微小型化电路、电路以及系统的电子学分支进行研究，对在固体材料中电子或者粒子运动的规律以及应用进行研究，并使信号处理功能得以实现，使电路的系统以及集成得以实现，具有较强的实用性。在现展中微电子技术是一种发展较快的技术，也是电子信息产业的心脏与基础。微电子技术的发展使航天航空技术得到很大的推动，除此之外，通讯技术、网络技术以及计算机技术都得到快速的发展。微电子技术的大力发展与广泛的应用，掀起了一波电子战、信息战。在我们国家的国民经济中，电子信息产业已成了支柱性的产业，微电子信息技术也受到高度的关注，具有非常重要的意义。现在，对一个国家科学技术的进步以及综合国力的衡量的重要标志就是微电子技术，微电子科学技术的快速发展以及产业的规模，也标志着一个国家的经济实力。在微电子技术中，其重要的核心就是集成电路，也是电子工业的粮食。集成电路具有超大的规模以及可集成的水平，可以把电子系统集成在一个芯片上。可以说微电子技术的发展与应用引来了全球第三次的工业革命。

二、微电子技术发展历程分析

微电子技术是一门新兴的技术，起源于十九世纪末，二十世纪初期，主要是随着集成电路而发展起来的，主要包括器件物理、系统电路设计、材料制务、工艺技术以及自动测试，除此之外，还有组装与封闭等一些专门的技术，也是微电子学中各个工艺技术的汇总。所以，微电子技术是通过电子电路以及系统的超小型化的过程一步步形成的，集成电路是其中的核心，也就是经过相应的加工工艺，把晶体管以及二极管等器件，根据相应的电路互换，再使用微细的加工工艺，在一块半导体的单晶片上进行集成，并在一个外壳内进行封闭，对特定的电路或系统功能进行执行。与传统电子技术比较，主要的特点是电路以及器件的微小型化。它把电路系统设计以及制造的工艺进行了有效的结合，并大规模的进行批量生产，所以，成本比较低，并且具有较高的可靠性。

微电子产业经历了六十多年的发展，技术已接近理论的极限。数十年以来，不断缩小集成电路内的晶体管的尺寸以及线宽，其中改进光刻技术是基本的方法，短波长的曝光光源是使用最多的。以前，紫外光是主要的光源，现在主要运用深紫外线光刻技术，芯片线宽下降了很多，从理论上来讲，主要是把集成电路的线宽进行相应的缩短。从二十世纪九十年代，摩托罗拉以及英特尔就开始对超紫外线光刻技术进行了研发，它突破了集成电路线宽的最小限制。但是，这种缩小的情况不能长久的持续下去，技术上以及物理上的限制也会对这种持续造成阻碍。晶体管的尺寸小到一定的范围，就必须对电子的量子效应进行考虑。那个时候，现有的技术已经达到了极限。不但如此，随着不断提高的集成度的集成电路，芯片的生产成本也在不断的提高。

三、微电子技术未来发展趋势分析

第一，关于光刻技术，利用波长的光线形成亚微米尺寸的图形，并做出集成度为1M位和4M位的DRAM。射线曝光设备研发出来以后，可以形成半微米尺寸以及深亚微米尺寸的图形。如今，使用准分子激光器的光刻设备已开始进行使用，有四分之一的微米尺寸的图形形成。波长较短的激光器的光刻设备的使用，在二十一世纪初期投入使用的机率是非常高的。为了这一目标得以实现，就要掩膜形成的技术以及光刻胶的材料进行开发。研制开发X射线光刻设备的工作，已进行了一段时间，无论是电子束曝光技术还是真空紫外线的曝光技术，也在全力的开发过程中，无论是哪一种技术都需要先投入实用，经过一段时间的验证会成为下一个阶段的主流技术。

第二，关于蚀刻技术，通过CER等离子源或具有高密度的等离子源，与具有特殊气体以及静电卡盘的技术进行有效的结合，就能使上述的电路蚀刻工艺的要求得到一定的满足。

第三，关于扩散氧化技术，要想通过低成本来使晶体的质量得到有效的保证，就要使用外延生长的技术，主要理由是同在晶体制作上努力，才能使质量得到保证，才能使花费的成本与质量相对等，与外延生长的技术成本相比较低了很多。离子注入的技术水平得到快速的提升，可把电子伏特的高能量离子输入晶体的内部，能达到几微米的深度。现在所用的气体扩散的方法，必须要在高温中进行长久的扩散杂质，才能有扩散层形成。但是现在离子注入技术的利用，可把杂质注入任意位置，经过低温热的处理之后，就能达到同样的效果。

第四，关于多层布线的技术，铜的电阻小于铝，但作为下一代的布线材料，深受人们的关注。美国的半导体工业协会在发展的规划中就把铜代替铝列入其中，并把相应的目标以及技术标准制定出来。铜布线主要使用镶嵌的方法进行制作，通过化学机械抛光的技术进行相应的研究，通过半导体级的电镀技术进行布线。铜很容易在绝缘膜中进行扩散，因此，在进行铜布线的时候，还要使用抛垒金属技术，能对铜的扩散起到很好的预防作用。

第五，有关电容器材料，随着不断提高的集成度，电容器的材料，也就是氧化膜的厚变也发生了变化，进入九十年代以后，氮化硅膜技术得到不断的改善，并对立体的电容器结构进行不断的改用，可以对所需的电容值起到保证作用。然而，此技术已接过极限，以后还有可能使用现在未使用的新的材料，例如氧化钽膜以及高电容率材料等。

四、结语

通过以上的论述可以总结，二十世纪的人类已进入了信息化发展的社会，对于微电子信息技术的要求也会越来越高，在二十一世纪，微电子技术也会是最具有活力，也是最重要的高科技领域之一，经过对微电子技术发展历程的分析，以及未来发展趋势的分析，可以看得出，微电子技术的快速发展一定会给社会的发展带来非常深刻的意义。

参考文献

[1] 毕克允.微电子技术[M].北京：国际工业出版社，2000.