课程设计-微电子器件与工艺课程设计报告
目录
1.设计任务及目标 (1)
2.课程设计的基本内容 (1)
2.1 pnp双极型晶体管的设计 (1)
2.2 设计的主要内容 (1)
3.晶体管工艺参数设计 (2)
3.1 晶体管的纵向结构参数设计 (2)
3.1.1 集电区杂质浓度的确定 (2)
3.1.2 基区及发射区杂质浓度 (3)
3.1.3 各区少子迁移率及扩散系数的确定 (3)
3.1.4 各区少子扩散长度的计算 (4)
3.1.5 集电区厚度的选择 (4)
3.1.6 基区宽度的计算 (4)
3.1.7 扩散结深 (6)
3.1.8 表面杂质浓度 (7)
3.2晶体管的横向设计 (8)
3.3工艺参数的计算 (8)
3.3.1 基区磷预扩时间 (8)
3.3.2基区磷再扩散时间计算 (8)
3.3.3 发射区硼预扩时间计算 (9)
3.3.4 发射区硼再扩散时间计算 (9)
3.3.5 基区磷扩散需要的氧化层厚度 (10)
3.3.6 发射区硼扩散需要的氧化层厚度 (11)
3.3.7 氧化时间的计算 (11)
3.3.8设计参数总结 (12)
微电子器件与工艺课程设计报告
——pnp 双极型晶体管的设计
1、课程设计目的与任务
《微电子器件与工艺课程设计》是有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程，使我们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。
目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上，掌握晶体管的设计方法。要求我们根据给定的晶体管电学参数的设计指标，完成晶体管的纵向结构参数设计→晶体管的图形结构设计→材料参数的选取和设计等设计过程的训练，为从事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础。 2、课程设计的基本内容 2.1 pnp 双极型晶体管的设计
设计一个均匀掺杂的pnp 型双极晶体管，使T=300K 时，β=120。V CEO =15V,V CBO =80V.晶体管工作于小注入条件下，最大集电极电流为I C =5mA 。设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响。 2.2 设计的主要内容：
（1）了解晶体管设计的一般步骤和设计原则。
（2）根据设计指标选取材料，确定材料参数，如发射区掺杂浓度N E ,，基区掺杂
浓度N B ，集电区掺杂浓度N C ，根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命等。
（3）根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，如集电区厚度W c ，基
区宽度W b ，发射极宽度W e 和扩散结深X jc ，发射结结深等。
（4）根据结深确定氧化层的厚度，氧化温度和氧化时间；杂质预扩散和再扩散
的扩散温度和扩散时间。 3晶体管工艺参数设计
3.1 晶体管的纵向结构参数设计
双极晶体管是由发射结和集电结两个PN 结组成的，晶体管的纵向结构就是指在垂直于两个PN 结面上的结构。因此，纵向结构设计的任务有两个：首先是
选取纵向尺寸，即决定衬底厚度t W 、集电区厚度C W 、 基区厚度B W 、 扩散结深jc X 和je X 等；
其次是确定纵向杂质浓度和杂质分布，即确定集电区杂质浓度C N 、 衬底杂质浓度sub N 、 表面浓度ES N ,BS N 以及基区杂质浓度分布()B N χ等，并将上述参数转换成生产中的工艺控制参数。 3.1.1 集电区杂质浓度的确定
V 80BV CBO =根据击穿电压与浓度的关系图来读出BV CBO =80V 时的N C ，如图1
图1 击穿电压与杂质浓度的关系
从图1中可以读出，当BV CBO =80V 时，集电区杂质浓度N C =5×1015CM -3，对应的电阻率为1.2Ω*CM,所以选用（111）晶向的P 型硅。 3.1.2 基区及发射区杂质浓度
一般的晶体管各区的浓度要满足N E >>N B >N C ，故 （1）基区杂质浓度取N B ＝5×1016cm －3 。 （2）发射杂质浓度取N E ＝5×1018cm －3 。
3.1.3 各区少子迁移率及扩散系数的确定 （1）少子迁移率
少子的迁移率可以通过迁移率与杂质浓度的关系图查出来。此关系图如下图2所示。
图2 迁移率与杂质浓度的关系图
通过图2可以查出在300K 时，集电区、基区和发射区各自的少子的迁移率如下。
C 区： U c = 1298cm 2/v.s ； B 区： U B =378 cm 2 /v.s ； E 区： U E =130 cm 2/v.s ； （2）各区少子扩散系数的计算 根据爱因斯坦关系式q
kT
D =
μ可以求出各区少子的扩散系数 C 区：s cm q
kT
D c C /6.3312980259.02=?==
μ；
B 区：s cm q
kT
D B B /79.93780259.02=?==μ；
E 区：s cm q
kT
D E E /37.31300259.02=?==
μ； 3.1.4 各区少子扩散长度的计算
由τD L =，其中少子寿命s C 6
10-=τ ，s B 610-=τ，s E 7
10-=τ
um 5810396=?==-C C C D L τ；
um 3.311061.3101336=?=?==--cm D L B B B τ； um 8.51081.91062.937=?=?==--cm D L E E E τ； 3.1.5 集电区厚度的选择 （1）集电区厚度的最小值
集电区厚度的最小值由击穿电压决定。通常为了满足击穿电压的要求，集电区厚度W C 必须大于击穿电压时的耗尽层宽度，即C W > mB X (mB X 是集电区临界击穿时的耗尽层宽度）。对于高压器件，在击穿电压附近，集电结可用突变结耗尽层近似，因而
m qN BV X W C CBO S mB
C u 57.4]10
5106.1808.111085.82[]2[2
1
15
1914210=???????==?--εε （2）集电区厚度的最大值
C W 的最大值受串联电阻CS r 的限制。增大集电区厚度会使串联电阻CS r 增加，
饱和压降CES V 增大，因此C W 的最大值受串联电阻限制。 考虑到实际情况最终确定um 15=C W 。 3.1.6 基区宽度的计算 （1）基区宽度的最大值
对于低频管，与基区宽度有关的主要电学参数是β，因此低频器件的基区宽
度最大值由β确定。当发射效率γ≈1时，电流放大系数][1
22
B
B L W λβ=，因此基区宽度
的最大值可按下式估计：21
2
][β
λnb B L W <
为了使器件进入大电流状态时，电流放大系数仍能满足要求，因而设计过程中取λ=4。将数据代入上式中得：
m L
W b B u 7.51203.314][
2
12
2
12=??
?????=<βλ 所以基区宽度的最大值为5.7um 。 （2）基区宽度的最小值
为了保证器件正常工作，在正常工作电压下基区绝对不能穿通。因此，对于高耐压器件，基区宽度的最小值由基区穿通电压决定。对于均匀基区晶体管，当集电结电压接近雪崩击穿时，基区一侧的耗尽层宽度为
um
BV N N N qN X CBO C
B C B S mB
436.0]105.5105106.1801058.111085.82[]2[21
16161915142
1
0=???????????=+=--εε 所以基区宽度的取值范围为：0.436um 根据设计要求给出的电流放大倍数β=120以及公式2 )(5.01 B E E B B E L W L W N N D D += β 2 341816 1013.321108.510510579.937.31 120?? ? ???+?????= --W W 可以求出基区的准中性宽度。W=3.46um （4）基区耗尽层宽度的计算 ①eb 结基区边的耗尽层宽度的计算 先求出eb 结的内建电势 V n N N q kT V i B E biEB 918.0)10(105105ln 0259.0ln 2 1018162=???== 再求出eb 结基区边的耗尽层宽度 um 155.0918.01051106.18.111085.82122 116 1914 2 1 i 0≈?? ???????????=? ? ????≈--EB B B S nEB V N q K X ε ②cb 结基区边的耗尽层宽度的计算 先求出cb 结的内建电势 V n N N q kT V i B C biCB 739.0) 10(105105ln 0259.0ln 2 1016152=???== 再求出cb 结基区边的耗尽层宽度 ()um 0419.0739.0105.51106.18.1185.8222 1 1752 1 i 0≈????????????=? ? ????+=-CB B C B B C S nCB V N N N N q K X ε (5)总的基区宽度 W B =W+X nEB +X pCB ＝3.46+0.155+0.0419=3.66um 符合之前计算出来的基区宽度的范围，但是这样的宽度相对应的结深过大，故根据经验值W=4um 3.1.7 扩散结深 在晶体管的电学参数中，击穿电压与结深关系最为密切，它随结深变浅，曲率半径减小而降低，因而为了提高击穿电压，要求扩散结深一些。但另一方面，结深却又受条宽限制，当发射极条宽C j S X >>条件时，扩散结面仍可近似当做平面结。但当S E 随着特征频率T f 的提高，基区宽度W B 变窄而减小到不满足S E >>Xj 时，发射结变为旋转椭圆面旋转椭圆面，如图3所示。发射结集电结两个旋转椭圆面之间的基区体积大于平面结之间的基区体积，因而基区积累电荷增多，基区渡越时间增长。按照旋转椭圆的关系，可以解出当S E 与Xj 接近时，有效特征频率为)(13 020 B T Teff W f f ++= ξξ 式中B jc W X = 0ξ ，因此， B jc W X 愈大，有效特征频 率愈低。图3也明显表明， B jc W X 越大，则基区积累电荷比平面结时增加越多。由 于基区积累电荷增加，基区渡越时间增长，有效特征频率就下降，因此，通常选取 1e =B j W X ， 则：Xje ＝W B ＝4um 2=B jc W X ， 则：Xjc ＝2W B ＝8um 图 3 发射极条宽对结面形状的影响 3.1.8 表面杂质浓度 结构尺寸选定的情况下，发射区和基区表面杂志浓度及其杂志分布的情况主要影响晶体管的发射效率γ和基区电阻b r 。减小基区电阻b r 要求提高基区平均杂质浓度B N 和表面浓度BS C 。同时，提高基区平均杂质浓度，也有利于减小基区宽变效应和基区电导调制效应。提高发射效率则要求减小 sb se R R ，增大发射区和基区浓度差别。为了保证在大电流下，晶体管仍具有较高的发射效率，要求发射区和基区表面浓度相差两个数量级以上，即 210≥BS ES N N 。在这个晶体管设计中取 BS C =1019 cm -3左右，则ES C =1021 cm -3。 3.2晶体管的横向设计 无特别要求，取有效的2u 100m A B =，2u 500m A C =，2u 30m A E =。 在这个pnp 双极晶体管的设计中，衬底选取p 型硅衬底，晶向为（111）晶向。 3.3工艺参数的计算 3.3.1 基区磷预扩时间 首先先列出表1，是计算扩散系数时所需要用到的数据，如下表一所示。 杂质元素 B P D 0/（cm 2/s ） 0.76 3.85 E/eV 3.46 3.66 表1：硼、磷元素在硅中的D 0与激活能E 注：适用温度范围（o C ）为:800~1350 基区磷的预扩温度为1000 C ?，即1273K 。 扩散系数：s cm kT E D D 2 14501023.1127310614.866.3ex p 85.3)ex p(--?=?? ? ????-?=- = 通过单位表面积扩散到硅片内部的杂质数量： 21315164104.4)1015105(108)()t (cm N N X Q C B jc ?=?+???=+=- 根据公式Dt C t Q S π 2 )(= 可解得在特定温度下扩散的时间： min 5.2012331023.11013.1104.4141913==???=?-s t t 3.3.2基区磷再扩散时间计算 基区磷的预扩温度为1300 C ?，即1573K 。 硅衬底中原有杂质的浓度：315105-?==cm N C C B 磷在硅中的扩散系数为： s cm KT E D D a O 2125102.71573614.81066.3exp 85.3exp -?=??? ? ????-?=??? ??-?= 由于预扩散的结深很浅，可将它忽略，故再扩散结深： m x j μ8= B S j C C Dt x ln 2=（2） 又Dt Q C S π= 所以代入（2）式可得 02ln 2ln 2=+-D x D C Q t t t j B π () 0102.7210810 2.714.3105104.4ln 2ln 12 2 412 15 13 =???+ ?????----t t t 化简得04444405.15ln =+-t t t 解得基区磷主扩时间为： t=7166s=2h 3.3.3 发射区硼预扩时间计算 发射区硼预扩散温度为1000C ?，即1273K 硼在硅中的扩散系数为：s cm D 2 145105.1127310614.846.3ex p 76.0--?=?? ? ???-?= 发射区进行扩散时的总的杂质数量： 21518154102)105105(104)()t (cm N N Xjc Q C E ?≈?+???=+=- 发射区表面杂质浓度：213110ES C cm -=? 根据公式Dt C t Q S π 2 )(= 可解得在特定温度下扩散的时间： min 5.3209105.11013.1102142115==???=?-s t t 3.3.4 发射区硼再扩散时间计算 发射区硼再扩散温度为1200C ?，即1473K 在1473K 时，硼在硅中的扩散系数为： s cm D 2 1251009.1147310614.846.3ex p 76.0--?=?? ? ????-?= 由于预扩散的结深很浅，可将它忽略，故再扩散结深： m C C Dt x B S j μ4ln 2== Dt Q C S π= 315105-?==cm N C C B () 01009.1210410 09.114.3105102ln 2ln 152 412 1615 =???+ ??? ? ???????----t t t 化简上式可得：07339596.19ln =+-t t t 解得发射区硼再扩散时间： t=6571s=1.83h 3.3.5 基区磷扩散需要的氧化层厚度 杂质元素 )/(20s cm D )(eV E a 磷（P ） 6100.1-? 1.75 硼（B ） 6100.3-? 3.50 表2：二氧化硅中磷和硼的0D 与a E 氧化层厚度的最小值由发射区主扩温度为1000C ?，预扩时间为209S,磷元素在硅中的D O 与激活能E s cm KT E D D a o SiO /1017.1127310614.875.1exp 10exp 2135 62---?=??? ????-?=??? ??-= 0 13 min 249025010 17.16.46.42A t D x SiO ≈???==- 为了便于后续的氧化时间的计算及湿法干法的分配，最终取基区磷扩散需要的氧化层厚度为0 6000A 。 3.3.6 发射区硼扩散需要的氧化层厚度 氧化层厚度的最小值由发射区主扩温度为1100C ?，预扩时间为1233S s cm KT E D D a o SiO /1012.4127310614.85.3exp 103exp 2 205 62---?=??? ????-??=??? ??-= 0 7 20 min 7000cm 1024.2128910 2.46.46.42A t D x SiO 由于最小氧化层厚度小于7000? A ，考虑到生产的实际情况，最终取发射区硼扩散需要的氧化层厚度为7000? A 。 3.3.7 氧化时间的计算 A(m μ) B(min /2m μ) B/A(min /m μ) (min)τ 干氧 0.09 4105.4-? 2105.0-? 4.56 湿氧(95℃水汽) 0.11 21085.0-? 110773.0-? 表3 1100℃的干氧和湿氧的氧化速率常数 A(m μ) B(min /2m μ) B/A(min /m μ) (min)τ 干氧 0.04 4105.7-? 21087.1-? 1.62 湿氧(95℃水汽) 0.05 2102.1-? 1104.2-? 表4 1200℃的干氧和湿氧的氧化速率常数 （1）基区氧化时间的计算 以上已经计算出基区磷扩散需要的氧化层厚度为0 6000A 。 根据合适的氧化时间，将0 6000A 分配：先干氧5000A ，然后湿氧50000 A ，最后再干氧5000 A 干氧氧化：05.015.456.41209.014/11222 =??? ? ??-++=???? ??-++=ττB A A X SiO 解得t=11min 湿氧氧化：5.013559.01211.02=??? ? ??-+=t X SiO 解得t=36min （2）发射区氧化时间计算 以上已经计算出发射区硼扩散需要的氧化层厚度为7000? A 。 根据合适的氧化时间，将0 6000A 分配：先干氧10000A ，然后湿氧50000 A ，最后再干氧10000 A 干氧氧化：1.015333.062.11204.014/1222=??? ? ??-++=???? ??-+=t B A A X SiO τ 解得t=17min 湿氧氧化：5.010521.01205.02 =??? ? ??-+=t X SiO 解得t=22.9min 3.3.8设计参数总结 整个pnp 双极晶体管设计的相关参数通过表5总结如下。 参数 发射区（E ） 基区（B ） 集电区（C ） 材料参数 m L s cm D s V cm cm N E E E E E u 81.9cm 10/37.3/1301057 223 18===?=?=--τμ m L s s cm D s V cm cm N B B B B B u 3.3110/79.9/3781056223 16===?=?=--τμ m L s s cm D s V m cm N C C C C C u 5810/6.33/12981056223 15===?=?=--τμ 结构参数 m W B u 4= m W C u 15= 面积 Ae=30um 2 Ab=100um 2 Ac=500um 2 扩散温度和时间(s) 预扩散 t=10000C 3.5min t=10000C 20.5min 再扩散 t=12000C 1.83h t=13000C 2h 氧化层厚度 0 6000A 7000A 氧化时间 干氧氧化11min 湿氧氧化36min 干氧氧化11min 干氧氧化34min 湿氧氧化22.9min 干氧氧化34min 表5 pnp 设计参数 6总结 通过两周的课程设计学习，我对pnp双极型晶体管有了新的认识，我再这个学习过程中重新学习了关于晶体管从设计到制造的过程通过学习我认识到了自己的不足。 刚开始时我看到题目觉得什么都不知道，什么都不会做，不知道从哪里入手，只能乖乖的从书本中从头开始学，经过两天的学习，我把以前的知识又又宠重新捡起来了，但在做课程设计的时候，我发现还是有些东西我没办法理解，于是我就拿着书本，拿着问题去找老师，在老师的教导下我明白了，这些问题的答案，而且从问题中学到了知识。开始的时候工艺参数的设定我认为很重要，因为如果开始的参数不准确就会影响后面的计算；在查阅了无数的资料后，在很多次失败后，经过了无数的计算后，我们完成了pnp双极晶体管的理论设计工作，在一次次的代值近似计算后，得出的结论显示设计符合工艺的制造要求。 这次课程设计然我了解到了各个参数与工艺在设计生产中的大概要求，同时了解到了整个工艺的流程，通过这次学习我学会了很多，知道了自己的不足，只是学习了知识没有学会如何运用自己的知识，而且知识学习的不牢固，开始的时候什么都忘了，学习了两天后才回忆起来，同时只知道了知识是什么，不知道怎么用，在参数的选择上开始的时候选的不好到了后面老是出错，问题也很多，后来修改了一些内容才完成了课题，所以以后的学习中要不但学习知识还要学习如何运用知识；通过这次学习我学到了很多，体会到了知识的力量，体会到了运用知识时的快感。 最后很感谢杜老师，还有同组同学的耐心指导，在这次设计中也锻炼了我思考问题和解决问题的能力，我受益匪浅。 7参考文献 1.集成电路制造技术，电子工业出版社，王蔚等著 2.半导体物理，电子工业出版社，刘恩科等著 3.微电子器件物理 4.半导体材料，科学出版社，杨树人等编 5.微电子工艺基础，李薇薇等编，化学工业出版社 6.半导体器件基础（器件物理）R.F.Pierret 电子工业出版社 7.半导体制造基础施敏著，人民邮电出版社 8.晶体管原理与设计，北京大学电子仪器厂半导体专业编，科学出版社 9.集成电路制造技术--------原理与工艺，王蔚等编，电子工业出版社 10.实用集成电路工艺手册，沈正文等编，宇航出版社 ） 课程设计任务书 学生姓名：王伟专业班级：电子1001班 指导教师：刘金根工作单位：信息工程学院题目: 基于CMOS的二输入与门电路 初始条件： 计算机、Cadence软件、L-Edit软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） & 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习Cadence IC软件和L-Edit软件。 （2）设计一个基于CMOS的二输入的与门电路。 （3）利用Cadence和L-Edit软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。 | 学习Cadence IC和L-Edit软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 对二输入与门电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 # 摘要 (2) 绪论…....………………………………………….………………….. ..3 一、设计要求 (4) 二、设计原理 (4) 三、设计思路 (4) 3.1、非门电路 (4) 3.2、二输入与非门电路 (6) 、二输入与门电路 (8) } 四、二输入与门电路设计 (9) 4.1、原理图设计 (9) 4.2、仿真分析 (10) 4.3、生成网络表 (13) 五、版图设计........................ (20) 、PMOS管版图设计 (20) 、NMOS管版图设计 (22) 、与门版图设计 (23) 武汉理工大学华夏学院 信息工程课程设计报告书 课程名称电工电子技术 课程设计总评成绩 学生姓名、学号 学生专业班级 指导教师姓名 课程设计起止日期2015.6.22~2015.7.3 课程设计基本要求 课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课程设计报告是科学论文写作的基础，不仅可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，也是规范课程设计教学要求、反映课程设计教学水平的重要依据。为了加强课程设计教学管理，提高课程设计教学质量，特拟定如下基本要求。 1. 课程设计教学一般可分为设计项目的选题、项目设计方案论证、项目设计结果分析、答辩等4个环节，每个环节都应有一定的考核要求和考核成绩。 2. 课程设计项目的选题要符合本课程设计教学大纲的要求，该项目应能突出学生实践能力、设计能力和创新能力的培养；该项目有一定的实用性，且学生通过努力在规定的时间内是可以完成的。课程设计项目名称、目的及技术要求记录于课程设计报告书一、二项中，课程设计项目的选题考核成绩占10%左右。 3. 项目设计方案论证主要包括可行性设计方案论证、从可行性方案中确定最佳方案，实施最佳方案的软件程序、硬件电路原理图和PCB图。项目设计方案论证内容记录于课程设计报告书第三项中，项目设计方案论证主要考核设计方案的正确性、可行性和创新性，考核成绩占30%左右。 4. 项目设计结果分析主要包括项目设计与制作结果的工艺水平，项目测试性能指标的正确性和完整性，项目测试中出现故障或错误原因的分析和处理方法。项目设计结果分析记录于课程设计报告书第四项中，考核成绩占25%左右。 5. 学生在课程设计过程中应认真阅读与本课程设计项目相关的文献，培养自己的阅读兴趣和习惯，借以启发自己的思维，提高综合分和理解能力。文献阅读摘要记录于课程设计报告书第五项中，考核成绩占10%左右。 6. 答辩是课程设计中十分重要的环节，由课程设计指导教师向答辩学生提出2～3个问题，通过答辩可进一步了解学生对课程设计中理论知识和实际技能掌握的程度，以及对问题的理解、分析和判断能力。答辩考核成绩占25%左右。 7.学生应在课程设计周内认真参加项目设计的各个环节，按时完成课程设计报告书交给课程设计指导教师评阅。课程设计指导教师应认真指导学生课程设计全过程，认真评阅学生的每一份课程设计报告，给出课程设计综合评阅意见和每一个环节的评分成绩（百分制），最后将百分制评分成绩转换为五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）总评成绩。 8. 课程设计报告书是实践教学水平评估的重要资料，应按课程、班级集成存档交实验室统一管理。 1绪论1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价格价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能，符号用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音，表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP，Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下，低碳钢焊接材料焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 Q235含有少量的合金元素，碳含量比较低，一般情况下（除环境温度很低或钢板厚度很大时）冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化，并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热，一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分，根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%，在焊接过程中基本无淬硬倾向，焊前不需预热。且这类刚含碳量较低，具有较的抗热裂性能，焊接过程中热裂纹倾向较小，正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑，当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热，试验中所用钢板的厚度为12mm，不需预热。 焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理，只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求，因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条 （1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能 中石化工建设 预焊接工艺规程（pWPS ） 表号/装订号 共 页 第 页 单位名称 海盛石化建筑安装工程 预焊接工艺规程编号WPS-HP0101 日期 2014.8 所依据焊接工艺评定报告编号HP0101 焊接方法 GTAW+SMAW 机动化程度（手工、机动、自动） 手工 焊接接头： 坡口形式： V 型坡口 衬垫 （材料及规格） Q235B 其他 坡口采用机械加工或火焰切割 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序） 母材： 类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-1 与类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-1 相焊或 标准号 GB3274-2007 材料代号Q235B 与标准号GB3274-2007 材料代号Q235B 相焊 对接焊缝焊件母材厚度围： 4~12mm 角接焊缝焊件母材厚度围： 不限 管子直径、壁厚围：对接焊缝 --- 角焊缝 --- 其他： 同时适用返修焊和补焊 填充金属： 焊材类别： 焊丝（GMAW ） 焊丝（SAW ） 焊材标准： GB/T8110-2008 JIS Z3351 填充金属尺寸： φ1.2mm φ4.8mm 焊材型号： ER50-6 YS-S6 焊材牌号（金属材料代号）： THT-50-6 US-36 填充金属类别： Fe-1-1 FeMS1-1 其他： / 对接焊缝焊件焊缝金属厚度围：GMAW ≤6mm,SAW ≤12角焊缝焊件焊缝金属厚度围： 不限 耐蚀堆焊金属化学成分（%） C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb 编制： 审核： 批准： 日期： 日期： 日期： 中石化工建设 焊接工艺评定报告 表号/装订号 共 页 第 页 单位名称 中石化工建设 焊接工艺评定报告编号 日期 预焊接工艺规程编号 焊接方法 机动化程度（手工、机动、自动） 接头简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序） 60° 母材： 材料标准 材料代号 类、组别号 与类、别号 相焊 厚度 其他 焊后热处理： 保温温度（℃） 保温时间 ( h ) 保护气体： 气体 混合比 流量（L/min ） 保护气体 尾部保护气 / / / 背部保护气 / / / 填充金属： 焊材类别 焊材标准 焊材型号 焊接牌号 焊材规格 焊缝金属厚度 其他 / 电特性： 电流种类 极性 钨极尺寸 焊接电流（A ） 电弧电压（V ） 焊接电弧种类 / 其他 电子科学与技术系 课程设计 中文题目：CMOS二输入与非门的设计 英文题目: The design of CMOS two input NAND gate 姓名：张德龙 学号： 1207010128 专业名称：电子科学与技术 指导教师：宋明歆 2015年7月4日 CMOS二输入与非门的设计 张德龙哈尔滨理工大学电子科学与技术系 [内容摘要]随着微电子技术的快速发展，人们生活水平不断提高，使得科学技术已融入到社会生活中每一个方面。而对于现代信息产业和信息社会的基础来讲，集成电路是改造和提升传统产业的核心技术。随着全球信息化、网络化和知识经济浪潮的到来，集成电路产业的地位越来越重要，它已成为事关国民经济、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。 集成电路有两种。一种是模拟集成电路。另一种是数字集成电路。本次课程设计将要运用S-Edit、L-edit、以及T-spice等工具设计出CMOS二输入与非门电路并生成spice文件再画出电路版图。 [关键词]CMOS二输入与非门电路设计仿真 目录 1.概述 (1) 2.CMOS二输入与非门的设计准备工作 (1) 2-1 .CMOS二输入与非门的基本构成电路 (1) 2-2.计算相关参数 (2) 2-3.电路spice文件 (3) 2-4.分析电路性质 (3) 3、使用L-Edit绘制基本CMOS二输入与非门版图 (4) 3-1.CMOS二输入与非门设计的规则与布局布线 (4) 3-2.CMOS二输入与非门的版图绘制与实现 (5) 4、总结 (6) 5、参考文献 (6) 1．概述 本次课程设计将使用S-Edit画出CMOS二输入与非门电路的电路图，并用T-spice生成电路文件，然后经过一系列添加操作进行仿真模拟，计算相关参数、分析电路性质，在W-edit中使电路仿真图像，最后将电路图绘制电路版图进行对比并且做出总结。 2.CMOS二输入与非门的设计准备工作 2-1 .CMOS二输入与非门的基本构成电路 使用S-Edit绘制的CMOS与非门电路如图1。 图1 基本的CMOS二输入与非门电路 1 课程设计报告 题目方波、三角波、正弦波信号 发生器设计 课程名称模拟电子技术课程设计 院部名称机电工程学院 专业10自动化 班级10自动化 学生姓名吉钰源 学号1004104001 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周 指导教师赵国树 金陵科技学院教务处制成绩 目录 1、绪论 (3) 1.1相关背景知识 (3) 1.2课程设计目的 (3) 1.3课程设计的任务 (3) 1.4课程设计的技术指标 (3) 2、信号发生器的基本原理 (4) 2.1总体设计思路 (4) 2.2原理框图 (4) 3、各组成部分的工作原理 (5) 3.1 正弦波产生电路 (5) 3.1.1正弦波产生电路 (5) 3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (6) 3.2 正弦波到方波转换电路 (7) 3.2.1正弦波到方波转换电路图 (7) 3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (8) 3.3 方波到三角波转换电路 (9) 3.3.1方波到三角波转换电路图 (9) 3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理 (10) 4、电路仿真结果 (11) 4.1正弦波产生电路的仿真结果 (11) 4.2 正弦波到方波转换电路的仿真结果 (11) 4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (13) 5、电路调试结果 (13) 5.1正弦波产生电路的调试结果 (13) 5.2正弦波到方波转换电路的调试结果 (14) 5.3方波到三角波转换电路的调试结果 (14) 6、设计结果分析与总结 (15) 1、绪论 1.1相关背景知识 由于物理学的重大突破，电子技术在20世纪取得了惊人的进步。特别是近50年来，微电子技术和其他高技术的飞速发展，致使农业、工业、科技和国防等领域发生了令人瞩目的变革。与此同时，电子技术也正在改变着人们日常生活。在电子技术中，信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。它是一种不可缺少的通用信号源。 1.2课程设计目的 通过本次课程设计所要达到的目的是：增进自己对模拟集成电路方面所学知识的理解，提高自己在模拟集成电路应用方面的技能，树立严谨的科学作风，培养自身综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过电路设计初步掌握工程设计方法，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，为后续课程的学习和今后从事的实际工作提供引导性的背景知识，打下必要的基础。 1.3课程设计的任务 ①设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器； ②能同时输出一定频率一定幅度的三种波形：正弦波、方波和三角波； ③用±12V电源供电； 先对课程设计任务进行分析，及根据参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。仿真成功后，用实物搭建电路，进行调试，观测示波器输出的波形。 1.4课程设计的技术指标 ①设计、组装、调试信号发生器； ②输出波形：正弦波、方波、三角波； ③频率范围在10Hz~10000Hz范围内可调； ④比较器用LM339,运算放大器用LM324，双向稳压管用两个稳压管代替。 焊接课程设计报告 姓名：高雨雨 学号：080301103 课程设计题目：氧化剂贮瓶结构及工艺设计 压力容器因运行条件复杂，对钢材的性能和工艺设计提出了更高的要求。与普通结构钢相比压力容器用的低合金钢应具有较高的高温强度常温和高温冲击性能，抗时效性，抗氢和硫化氢性等。这类钢的合金系是以提高钢材高温性能的合金元素（如Mn，Mo，Cr，V等）为基础。 一，课程设计目的： 设计是针对指定焊接产品（部件）的技术要求，制定焊接生产过程的工艺技术规程。通过设计实践，熟悉焊接生产的工艺分析，指定材料焊接性的技术规范的要领，设计必须的工艺装备及工夹具，并加以分析以及必要的计算过程和检验过程。为适应实际工作打下基础。 二，课程设计任务： 1 材料焊接性的分析过程 2 选择合适的焊接工艺装备 3 编写工艺设计说明书 4 填写焊接工艺卡 5 绘制示意图 三，课程设计的步骤及内容： 材料焊接性分析：采用常规的氩弧焊工艺对LF6焊接容易产生气孔，裂纹和变性较大等缺陷，大大限制了LF6的应用。 采用低频脉冲交流TIG焊接工艺 焊前准备：冷加工开坡口。进行焊前清理：氧化膜的存在会导致未焊透，未熔合，焊缝夹杂等缺陷，且由于氧化膜吸附大量水分课促使焊缝产生气孔，所以采用化学清洗除去试件表面的氧化膜，油脂和尘污是铝合金焊接前的必须的准备工作。此外，母材和焊丝中得固溶氢是造成氢气孔的主要原因之一，所以焊件和焊丝进行除氢处理（加热到170度，保温5h）以除去焊接材料中得固溶氢。 实验材料及设备：应选用化学成分与抗拉强度与母材相近的焊丝作为填充材料，铝镁焊丝ER5356，直径为1.6mm，选用镧钨极，焊枪喷嘴直径为9.0mm。 当焊接电流与送丝速度匹配合理时可以获得多个焊接点相互搭接的连续焊缝，外观均匀，呈鱼鳞波纹。当频率较低时容易实现。 焊接参数的选择： 基值电流：80 脉冲电流：140 焊接速度：300 送丝速度：820 钨极直径：2.5 脉冲频率：2 电弧长度：2.5 焊缝应有检验措施： 焊缝缺陷的存在将直接影响焊件结构的安全使用，为防止焊接焊件缺陷的存在，需要进行焊接检验。 课程设计报告 微电子电路 带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器 集成电路设计 目录 1.课程设计目的···································页码3 2.课程设计题目描述和要求·························页码3 3.设计思路·······································页码4 4.带有源负载的共源极放大器设计过程及结果·········页码5 5.带有源负载的cascode放大器设计过程及结果·······页码7 6.心得体会·······································页码9 7.参考书目·······································页码9 ２ 1.课程设计目的 深刻理解课本上学到的知识，建立各个章节的知识体系之间的联系。 加强动手能力和运用课本知识理论解决问题的能力。 对于放大器的性能和参数有更深刻的理解和掌握。 2.课程设计题目描述和要求 分析如图这样的带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器的开环增益，3dB 频宽，单位增益频率。其中负载电容为3PF ，电源电压为5V ，要求CS 放大器的开环增益大于30dB ，cascode 放大器的开环增益大于60 dB 。对仿真结果进行分析，功耗小于2mW 。 Vdd C ３ Vdd C 3.设计思路：根据题目要求来计算以cs 放大器为例 ⑴功率不超过2mW ，电源为 5v ，得到总电流不能超过400uA 。 ⑵开始分配给ID 的电流为50u 运用了镜像电流源，电流大小之比为2，在长度一定时候的宽度之比也是2，故在右边电路的id 为100u ⑶根据公式 对于n 管来说，预估一个过驱动电压0.4v （大约0.2-0.5v ）均可。计算出来n 管宽长比为11.26，取11。因为实验中给定了n 管的阈值电压为0.723v ，所以，可以确定栅源电压为1.1v 左右。 对于p 管来说，预估一个过驱动电压为0.5v （大约0.2-0.5v ）均可。经过计算，p 管的宽长比为11.59，取12 。 电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院：电子与电气工程学院 年级专业：201５级电气工程及其自动化 姓名： 学号: 指导教师：高婷婷,林建华 成绩: 摘要 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词：电力电子,三相，整流 目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6) 4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9) 1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻 感性负载。 １.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 ３ 设计方案 ３.１三相全控整流电路设计 焊接工艺课程设计 题目焊接工艺与控制课程设计 指导教师 姓名 学号 专业 班级 完成日期2014 年 6 月23 日 三峡大学课程设计任务书 （2014年春季学期） 焊接工艺卡 目录 1. 30CrMoV A钢的性能分析 (6) 1.1 材料： (6) 1.2 化学成分及力学性能： (6) 2. 15 30CrMoV A钢的焊接性能 (7) 2.1 碳当量分析 (7) 2.2 30CrMoV A的焊接性的主要表现 (7) 3 焊接方法的选择和分析 (8) 3.1 焊接方法选择时应考虑的因素 (8) 3.2 焊接方法的选择 (8) 3.3 焊接方法主要特点分析 (9) 4 焊接设备的选择 (9) 4.1 焊接电源的选择 (9) 4.2 焊丝及焊剂的选择....................................................................................................... (9) 4.3、焊枪及喷嘴的选择 (9) 4.4、钨极的选择 (10) 5 焊接工艺参数的选择 (10) 5.1 焊接电流与电压的选择................................................................................................错误！未定义书签。 5.2 焊接速度的选择 (10) 5.3 钨极直径与保护气体流量............................................................ 错误！未定义书签。 6 焊前预热、焊接过程及焊后处理 (11) 6.1 焊前预热 (11) 6.2 焊接过程与焊后处理 (11) 7 焊后检验 (12) 7.1 外观检验 (12) 8 总结 (13) 参考文献 (14) 课程设计 课程名称微电子器件工艺课程设计 题目名称 PNP双极型晶体管的设计 学生学院___ 材料与能源学院___ _ 专业班级 08微电子学1班 学号 3108008033 学生姓名____ 张又文 __ _ 指导教师魏爱香、何玉定 ___ 2011 年 7 月 6 日 广东工业大学课程设计任务书 题目名称 pnp 双极型晶体管的设计 学生学院 材料与能源学院 专业班级 微电子学专业08级1班 姓 名 张又文 学 号 3108008033 一、课程设计的内容 设计一个均匀掺杂的pnp 型双极晶体管，使T=300K 时，β=120。V CEO =15V,V CBO =80V.晶体管工作于小注入条件下，最大集电极电流为I C =5mA 。设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响。 二、课程设计的要求与数据 1．了解晶体管设计的一般步骤和设计原则 2．根据设计指标设计材料参数，包括发射区、基区和集电区掺杂浓度N E , N B ,和N C , 根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命等。 3．根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，包括集电区厚度W c ，基本宽度W b ，发射区宽度W e 和扩散结深X jc , 发射结结深X je 等。 4．根据扩散结深X jc , 发射结结深X je 等确定基区和发射区预扩散和再扩散的扩散温度和扩散时间；由扩散时间确定氧化层的氧化温度、氧化厚度和氧化时间。 5．根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、发射区和金属接触孔的光刻版图。 6. 根据现有工艺条件，制定详细的工艺实施方案。 7．撰写设计报告 三、课程设计应完成的工作 1. 材料参数设计 模拟电子技术课程设计心得体会此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教，做课程设计要有严谨的思路和熟练的动手能力，我感觉自己做了这次设计后，明白了总的设计方法及思路，通过这次尝试让我有了更加光火的思路，对今后的学习也有莫大的好处。 一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 1．电路图设计方法 （1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。 （2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。 （3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。 （4）总电路图：连接各模块电路。 （5）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。 （6）采用三端集成稳压器电路，用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输 出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调，因要求电 路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少，成本低且组装方便、可靠性高。 二、总体设计思路 1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图 图2 直流稳压电源的方框图 2、整流电路 （1）直流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3所示。 图3 单相桥式整流电路 3、滤波电路——电容滤波电路 采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。 在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成 材料成形及控制工程专业课程设计 焊接工艺设计指导书 一、设计目的 1．通过实际产品的焊接工艺设计，使学生了解焊接结构的生产工艺过程； 2．掌握焊接工艺的设计方法及工艺文件的制定； 3．培养学生运用专业理论知识解决实际焊接生产问题的能力，锻炼查阅文献资料及工具书籍的基本技能。 二、设计内容 在规定时间内，完成由教师指定的某一个结构件的焊接工艺设计任务，主要内容包括： 1. 焊接结构件的设计简图与技术要求； 2. 产品的制造工艺性能分析； 3. 主要接头的焊接方法选择与说明，坡口型式及尺寸的设计与说明； 4. 主要部件（筒节、封头等）的加工工艺过程卡； 5. 产品的装焊工艺过程卡； 6. 壳体的焊接工艺卡。 三、设计要求 1．手绘产品的结构设计简图，标注出产品的主要结构尺寸；主要零件的名称、材质与规格；设计技术要求（包括制造技术要求与检验要求）等。 2．产品的制造工艺性能分析主要包括容器主体材料的焊接性分析与结构的装焊工艺性能分析。容器主体材料的焊接性能主要分析材质的焊接裂纹倾向及产生其它焊接缺陷的倾向，说明为保证焊接质量应采取的工艺措施，如合理选用焊接方法、焊接材料、焊前预热、焊后热处理、层间温度等；结构的装焊工艺性能分析主要针对特殊、复杂容器结构，分析需要采用的装焊顺序与方法。 2. 接头焊接方法的选择和坡口型式的设计应包括纵焊缝、环焊缝、封头拼缝、 人孔接管与筒体的焊缝等，绘制接头的局部放大图。选择与设计的依据主要从容器结构尺寸、接头位置、材质及厚度、施焊条件与可操作性、焊接变形与应力、装焊顺序等方面考虑。 3. 主要部件（筒节、封头等）的加工过程卡要求制定部件从原材料备料至组 装焊接之前的全部加工工艺过程，包括各加工工序的名称、加工内容、所用的工装设备与检验要求等，必要时绘制出加工工艺简图； 4. 壳体的装焊工艺设计包括装焊工艺顺序、工序名称与内容、各工序所涉及 微电子制造原理与技术》课程设计大纲 一、课程名称：《微电子制造原理与技术》课程设计 开课专业：电子科学与技术 学分/总学时：2学分，2周 实验（上机）学时：40 先修课程：半导体工艺原理与技术，数字电路，专业实验，集成电路设计 制定人：李金华 制定时间：2009.12.28 二、课程的目的和任务 课程设计是学完一门课后应用本课程知识及以前的知识积累而进行的综合性、开放性、设计性的实践训练，是培养学生工程意识和创新能力的重要环节，是检验学生灵活和牢固掌握知识的重要手段。基于上述认识，决定开设《半导体工艺原理与技术》的课程设计实践环节。所以开设本课程的目的是，通过对本课程的实践，更加牢固和全面地掌握信息功能薄膜材料的制备方法和在微电子器件，特别是在集成电路工艺中的应用。通过本课程的训练，可以将《半导体工艺原理与技术》与《集成电路设 计》、《专业实验》更好地结合起来，使学生掌握更加全面的专业技能。由于电子科学与技术专业的学生学过了《集成电路设计》，希望学生能在这二周时间内得到一定的IC 设计与工艺锻炼，为以后的求职创造条件。 三、课程内容和基本要求 本课程设计的主要内容是将《半导体工艺原理与技术》的课程内容与《集成电路设计》、《专业实验》、《薄膜材料与薄膜技术》课程结合，结合LEDIT 软件的应用，作简单CMOS器件的版图和工艺设计。 本课程设计选择了35个简单实用的CMOS器件与典型工艺，要求学生通过对本课程和已学课程的复习，也可上网检索和阅读参考资料，从器件原理、逻辑图，用当前世界通用的集成电路设计软件LEDIT 设计版图。结合已学过的知识设计该器件的版图与工艺。对基础比较好的学生，可以对已经列出的35 个简单器件或工艺标准作合理提升，相应的课题将利用难度系数来提高成绩。 课程设计论文（说明书） 课程：焊接工艺学课程设计 题目：09MnD钢焊接性试验设计 院、系：材化学院 学科专业：金属材料工程 学生： / 学号： / 校对： / 指导教师： / 2012年 11月 1．前言 09MnD属于无镍低温钢，常用于石油、化工技术和压力容器设备，用于制造使用温度在-50℃的压力容器构件、重要锻件，石油化工中的压力容器。含碳量为0.2%，硅含量在0.17%到0.35%之间，锰含量在0.95%到1.35%之间，磷含量和硫含量均小于0.25%，钒含量小于等于0.03%。其化学成分见：表1.1，其机械性能见：表1.2。 牌号化学成分（质量分数）（%） C Si Mn P S V 09MnD ≤0.12 0.17-0.35 0.95-1.35 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.03 表1.1 09MnD的化学成分 牌号抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 伸长率（%）冲击功/J 09MnD 400-540 ≥240 ≥26 ≥21 表1.2 09MnD的机械性能 本实验主要通过熔化极混合气体保护焊对焊接材料为09MnD厚度为10mm 板材的焊接性及焊接特点进行探索，在制出实验试板后，根据国家的一系列标准对此次焊接工艺进行焊后组织及力学性能进行评定，进而分析09MnD的焊接性能。 2.焊接工艺 2.1 09MnD的焊接特点 焊接材料的选择应保证接头与母材有同样的低温性能，焊条、焊丝、焊剂都必须保证焊缝中的油含杂质S、P、N、O最少。焊接时需要最大限度地减小过热程度，防止出现粗大的铁素体或粗大的马氏体组织。 2.2 焊接方法及焊丝的确定 低温钢的焊接方法可选焊条电弧焊、埋弧焊及熔化极气体保护焊。采用含Ni低温焊条电弧焊，虽可保证低温韧性，但成本高、生产效率低且焊缝成形差。故选用普通的焊丝H08Mn2SiA,用混合气体保护半自动焊，其生产成本为焊条电弧焊的55%-60%，生产率高2-3倍。焊材选择见:表2.2.1。 古城副井行政办公楼 钢结构挑檐手工电弧焊焊接工艺评定报告 编制部门： 编制： 审定： 批准部门： 批准： 手工电弧焊焊接工艺评定报告 1.评定材质： 16M n钢材评定厚度δ=36mm 2.评定目的： 为了验证施焊中的焊接工艺性的正确性。 3. 评定接头形式： 背部带衬板的组合焊缝。 衬板和腹翼板应根据拼点规定，点焊牢固，每一边都有拼点焊缝。 施焊分9层焊接，采用直线运条，当焊宽超过3-4φ焊时采用分道焊。其中φ焊为焊条直径。 4.参数选择： 打底层：φ3.2mm E5015 I=120±10(A) U=22±2(v) V=10±1c m/min 其余层：φ4mm E5015 I=190±10(A) U=22±2(v) V=13±1m/h 随着焊缝宽度增加,对焊速可作相应的调整. 焊接材质都选用J506或J507焊接. 5. 极性及电流种类； 选用交流弧焊机(J506) 6. 检测： Ⅰ主控项目 焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬伤、未焊满、根部收缩等缺陷。 2、不允许有表面裂纹、夹渣、未焊透、焊缝宽度,应盖边每边2-4㎜，平缓过渡，飞溅应清除干净。 3、力学试验： 取试件进行力学试验，应符合建筑工程试验、检验标准。 焊接工艺评定报告 编号：001 评定项目：手工电弧焊 焊接方法：手工电弧焊 焊接工艺评定人：赵海职称：职务：负责评定单位：山西宏图建设工程有限公司 填写评定日期：2012年11月18日 批准人：职称：职务：批准评定报告单位： 批准评定日期：2012年5月18日 接头： 接头形式：组合焊缝 衬垫（有、无）：背部采用如图衬垫 衬垫材料：A3 其它：摭点时拉开 母材： 课程设计微电子器件与工艺课程设计报告 目录 1.设计任务及目标 (1) 2.课程设计的基本内容 (1) 2.1 pnp双极型晶体管的设计 (1) 2.2 设计的主要内容 (1) 3.晶体管工艺参数设计 (2) 3.1 晶体管的纵向结构参数设计 (2) 3.1.1 集电区杂质浓度的确定 (2) 3.1.2 基区及发射区杂质浓度 (3) 3.1.3 各区少子迁移率及扩散系数的确定 (3) 3.1.4 各区少子扩散长度的计算 (4) 3.1.5 集电区厚度的选择 (4) 3.1.6 基区宽度的计算 (4) 3.1.7 扩散结深 (6) 3.1.8 表面杂质浓度 (7) 3.2晶体管的横向设计 (8) 3.3工艺参数的计算 (8) 3.3.1 基区磷预扩时间 (8) 3.3.2基区磷再扩散时间计算 (8) 3.3.3 发射区硼预扩时间计算 (9) 3.3.4 发射区硼再扩散时间计算 (9) 3.3.5 基区磷扩散需要的氧化层厚度 (10) 3.3.6 发射区硼扩散需要的氧化层厚度 (11) 3.3.7 氧化时间的计算 (11) 3.3.8设计参数总结 (12) 4晶体管制造工艺流程 (13) 4.1硅片及清洗 (15) 4.2氧化工艺 (16) 4.3光刻工艺 (17) 4.3.1光刻原理 (17) 4.3.2具体工艺流程 (18) 4.3.3硼的扩散 (19) 4.3.4磷的扩散 (20) 5 版图 (20) 6总结 (23) 7参考文献 (23) 微电子器件与工艺课程设计报告 ——pnp 双极型晶体管的设计 1、课程设计目的与任务 《微电子器件与工艺课程设计》是继《微电子器件物理》、《微电子器件工艺》和《半导体物理》理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程，使我们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。 目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上，掌握晶体管的设计方法。要求我们根据给定的晶体管电学参数的设计指标，完成晶体管的纵向结构参数设计→晶体管的图形结构设计→材料参数的选取和设计→制定实施工艺方案 晶体管各参数的检测方法等设计过程的训练，为从事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础。 2、课程设计的基本内容 2.1 pnp 双极型晶体管的设计 设计一个均匀掺杂的pnp 型双极晶体管，使T=300K 时，β=120。V CEO =15V,V CBO =80V.晶体管工作于小注入条件下，最大集电极电流为I C =5mA 。设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响。 2.2 设计的主要内容： （1）了解晶体管设计的一般步骤和设计原则。 （2）根据设计指标选取材料，确定材料参数，如发射区掺杂浓度N E ,，基区掺 杂浓度N B ，集电区掺杂浓度N C ，根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命等。 （3）根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，如集电区厚度W c ， 基区宽度W b ，发射极宽度W e 和扩散结深X jc ，发射结结深等。 （4）根据结深确定氧化层的厚度，氧化温度和氧化时间；杂质预扩散和再扩散 的扩散温度和扩散时间。 （5）根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、 发射区和金属接触孔的光刻版图。 课程设计 重庆科技学院 模拟电子技术课程设计成果 院（系）：_电子信息工程学院_班级:自普本2008— 01 学生姓名：_袁小敏___________ 学号:_2008440910 _________ 设计地点（单位）1404 _________________ 设计题目: ___________________________________________ 完成日期：2010 年7月9 日 指导教师评语：__________________________________________ 成绩（五级记分制）: _______________ 教师签名: __________________________ 一、........................................................................ 设计任务和指标要求. (3) 二、............................................................ 设计框图及整机概述3 三、................................................ 各单元电路的设计方案及原理说明4 四、........................................................ 仿真调试过程及结果分析7 五、.................................................... 设计、安装及调试中的体会8 六、.................................................... 对本次课程设计的意见及建议9 七、...................................................................... 参考资料10 八、.......................................................................... 附录11 附件1 整机逻辑电路图 (11) 附件2 元器件清单 (12) 工字梁焊接工艺课程设计 《焊接工艺》课程设计 工字型梁的焊接工艺设计 班级：08焊接1 班 姓名： 学号： A0852111 目录 1 结构与母材性能分析 (6) 1.1 工字形梁结构分析及作用 (6) 1.1.1 工字梁结构特点 (6) 1.1.2 工字梁作用 (6) 1.2 母材性能分析 (6) 1.2.1 Q345-B钢简介 (6) 1.2.2 Q345B化学成分 (7) 1.2.3 Q345B机械性能 (8) 1.2.4 Q345B焊接性分析 (8) 2生产工艺流程图。 (10) 3 钢板预处理 (11) 3.1 复检 (11) 3.2 钢材的表面预处理 (11) 3.3 钢板的矫正 (11) 3.4 钢板规格选择 (11) 3.5 划线、下料 (12) 3.6 坡口形式 (13) 4.1 下料方法及设备 (15) 4.1.1 下料采用半自动火焰切割 (15) 4.1.2 CG1-30型半自动火焰切割设备 (15) 4.1.3 常用切割气体比较 (16) 5 装配与焊接 (18) 5.1 翼板与腹板的装配焊接 (18) 5.1.1 装配 (18) 5.1.2 定位焊 (19) 5.1.3 焊接工艺 (19) 6 工字梁的焊接变形及防止 (21) 6.1 焊接变形种类 (21) 6.2 工字梁焊接时变形的防止 (22) 6.2.1 预留收缩量 (22) 6.2.2 反变形 (22) 6.2.3 制定合理的焊接工艺 (22) 7 二氧化碳气体保护焊简介 (24) 7.1 简介 (24) 7.2 焊机 (24) 7.3 CO2气体保护焊特点 (24) 7.4 CO2气体保护焊工艺参数 (25) 微电子工艺课程设计 一、摘要 仿真（simulation）这一术语已不仅广泛出现在各种科技书书刊上，甚至已频繁出现于各种新闻媒体上。不同的书刊和字典对仿真这一术语的定义性简释大同小异，以下3种最有代表性，仿真是一个系统或过程的功能用另一系统或过程的功能的仿真表示；用能适用于计算机的数学模型表示实际物理过程或系统；不同实验对问题的检验。仿真（也即模拟）的可信度和精度很大程度上基于建模（modeling）的可信度和精度。建模和仿真（modeling and simulation）是研究自然科学、工程科学、人文科学和社会科学的重要方法，是开发产品、制定决策的重要手段。据不完全统计，目前，有关建模和仿真方面的研究论文已占各类国际、国内专业学术会议总数的10%以上，占了很可观的份额。 集成电路仿真通过集成电路仿真器（simulator）执行。集成电路仿真器由计算机主机及输入、输出等外围设备（硬件）和有关仿真程序（软件）组成。按仿真内容不同，集成电路仿真一般可分为：系统功能仿真、逻辑仿真、电路仿真、器件仿真及工艺仿真等不同层次（level）的仿真。其中工艺和器件的仿真，国际上也常称作“集成电路工艺和器件的计算机辅助设计”（Technology CAD of IC），简称“IC TCAD”。 二、 综述 这次课程设计要求是：设计一个均匀掺杂的pnp 型双极晶体管，使T=346K 时，β=173。V CEO =18V ，V CBO =90V ，晶体管工作于小注入条件下，最大集电极电流为IC=15mA 。设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响。要求我们先进行相关的计算，为工艺过程中的量进行计算。然后通过Silvaco-TCAD 进行模拟。 TCAD 就是Technology Computer Aided Design ，指半导体工艺模拟以及器件模拟工具，世界上商用的TCAD 工具有Silvaco 公司的Athena 和Atlas ，Synopsys 公司的TSupprem 和Medici 以及ISE 公司（已经被Synopsys 公司收购）的Dios 和Dessis 以及Crosslight Software 公司的Csuprem 和APSYS 。这次课程设计运用Silvaco-TCAD 软件进行工艺模拟。通过具体的工艺设计，最后使工艺产出的PNP 双极型晶体管满足所需要的条件。 三、 方案设计与分析 各区掺杂浓度及相关参数的计算 对于击穿电压较高的器件，在接近雪崩击穿时，集电结空间电荷区已扩展至均匀掺杂的外延层。因此，当集电结上的偏置电压接近击穿电压V 时， 集电结可用突变 结近似，对于Si 器件击穿电压为 4 3 13 106- ?=）（BC B N V ， 集电区杂质浓度为： 3 4 13 34 13)1106106CEO n CBO C BV BV N β+?=?=（）（ 由于BV CBO =90所以Nc=*1015 cm -3 一般的晶体管各区的浓度要满足NE>>NB>NC 设N B =10N C ;N E =100N B 则： Nc=*1015 cm -3 ；N B =*1016 cm -3 ；N E =*1018 cm -3 根据室温下载流子迁移率与掺杂浓度的函数关系，得到少子迁移率： s V cm ?==/13002n C μμ；s V cm P B ?==/3302μμ；s V cm N E ?==/1502μμ 根据公式可得少子的扩散系数：集成电路课程设计(CMOS二输入及门)
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