一、 实验室定位与宗旨

半导体物理与器件实验室建于2025年，位于金城楼707，面积120平方米，设备资产总值204.9万元。半导体物理与器件实验室是面向微电子、电子科学与技术等相关专业的重要教学与科研实践平台。

二、 核心设备

实验室配备了从材料表征、器件测试到电路仿真的完整设备链条，能够支撑多层次的教学与科研活动。核心设备包括：

1. 四探针电阻率测试仪

功能：用于精确测量半导体晶圆、薄膜等材料的电阻率和方块电阻。

应用：表征半导体材料的导电类型和掺杂均匀性，是材料制备和工艺监控的基础工具。

2. 霍尔效应测试系统

功能：用于测量半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率和霍尔系数等关键电学参数。

应用：深入分析半导体材料的电输运特性，是研究和评价材料质量的核心手段。

3. 半导体参数分析仪

功能：高性能、高精度的测量源表，用于对晶体管（MOSFET, BJT等）、二极管等分立器件进行全面的直流特性测试。

应用：绘制器件的输出特性曲线（I_DS-V_DS）和转移特性曲线（I_DS-V_GS），提取阈值电压、跨导、导通电阻等关键参数。

4. LCR测量单元板卡

功能：用于精确测量电感（L）、电容（C）、电阻（R）及其相关参数（如损耗因子D、品质因数Q）。

应用：特别适用于表征MOS电容、栅氧层质量、PN结电容以及无源器件的高频特性。

5. 多功能实验基础平台

功能：提供集成的电源、信号源、测量仪表和面包板区域，是一个灵活开放的实验操作中心。

应用：作为基础实验的承载平台，可搭建各种半导体器件和基础模拟/数字电路，进行特性验证和功能测试。

6. 微纳电子器件仿真版卡

功能：集成或运行专业级半导体器件仿真软件（如Sentaurus TCAD, Silvaco等），提供强大的计算支持。

应用：进行半导体器件的物理结构设计、工艺过程仿真和电学特性模拟，实现“设计-仿真-验证”的完整流程。

7. 基础数据通信版板卡 与 源测试单元板卡

功能：这两类板卡共同构成了一个模块化的混合信号测试系统。

应用：

源测试单元板卡：提供可编程的电压/电流源和精密的测量单元，用于自动化测试。

基础数据通信版板卡：负责测试信号的生成、采集与通信控制，实现与上位机软件的连接和自动化测试流程的执行。

三、 主要实验项目

依托以上核心设备，本实验室支持《半导体物理》、《半导体器件》、《微电子器件》等核心课程的实践教学，可开展以下类型的实验项目：

1.材料层次：半导体电阻率、霍尔效应测量与分析。

2.器件层次：PN结二极管、双极型晶体管（BJT）、场效应晶体管（MOSFET）的静态特性测试与参数提取。

3.电路层次：基本放大器、差分对、电流镜等模拟单元电路的搭建与测试。

4.仿真层次：MOSFET的能带图、I-V特性仿真；简单CMOS反相器的工艺与电学仿真。

5.系统层次：结合板卡系统，构建自动化的器件参数测试平台。

四、 培养目标

本实验室致力于通过一系列综合性、设计性的实验项目，使学生和研究人员能够深入理解半导体材料的物理特性、掌握现代半导体器件的核心测试与分析技术，并培养集成电路设计与仿真的初步能力。

我们的目标是连接理论知识与工程实践，为培养高素质的半导体产业创新人才奠定坚实基础。