“微電子工藝學”課程設計研究

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1、 “微電子工藝學”課程設計研究 微電子工藝學課程學時較少，內(nèi)容豐富，技術一日千里，對師生提出較高要求。有限的課時下，教師應突出重點，讓學生掌握大綱規(guī)定的教學內(nèi)容。對重點內(nèi)容、難點內(nèi)容講深講透；布置作業(yè)引導學生進行創(chuàng)新性研究，讓學生把課堂理論轉化為具體電路、版圖設計，提高動手能力?！拔㈦娮庸に噷W”課程共有32學時，主要為理論教學。理論教學模式和實踐教學仍處于摸索階段，教學效果有待提高。本文對其課程設計進行相關研究與探索。將教師的理論教學、實驗教學與學生的自主學習相結合，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)動手能力，提高教學效果；建立完善的試題庫體系；利用已有的實驗條件和仿真平臺開展工藝實驗和工藝流程仿真

2、，建立一套完善的工藝設計實驗教學體系；完善已有的專業(yè)見習和專業(yè)綜合訓練實踐教學，讓學生在見習和綜合訓練中得到鍛煉，增加動手能力；進行網(wǎng)絡教學平臺建設，充分利用網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡平臺形成良好的師生互動。本文擬解決的問題是制定面向電子科學與技術專業(yè)的“微電子工藝學”理論教學、實踐教學、網(wǎng)絡教學、題庫建設、課程考核以及實施標準等課程設計。 一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 2006年，電子科技大學羅小蓉老師強調將教師的理論教學、實驗教學與學生的自主學習相結合的教學方式，以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)動手能力，提高教學效果。電子科技大學中山學院陳卉2016年提出“微電子器件”實驗教學改革與探索。20

3、12年，哈爾濱工業(yè)大學王蔚提出從課堂教學與實踐教學整合角度出發(fā)，將“微電子工藝”課程的教學模式、內(nèi)容、教材等將課堂、實驗、實習3種不同教學形式作為一個課程模塊穿插講授，理論與實踐彼此相互促進，編寫教材，進行初步實施及評價，獲得學生和微電子課程群其他課程主講教師的肯定，評教結果為“A+”。2010年，華南理工大學廖榮提出微電子工藝實習教學改革探索。加快發(fā)展我國微電子產(chǎn)業(yè)成為刻不容緩的大事。高校必須為民族微電子產(chǎn)業(yè)做出貢獻，讓學生在校期間熟悉雙極型和MOS集成電路的制造工藝流程，了解集成電路的新工藝和新技術，為學生畢業(yè)后從事相關專業(yè)打下堅實基礎。 二、具體實施方案 1.課堂理論

4、教學及學生學習效果實施標準建設。根據(jù)“微電子工藝學”知識點較多且抽象、工藝流程復雜等特點，教師在課堂教學中要重視與學生的互動，強調學生的自主學習能力培養(yǎng)，將講解為主體改變?yōu)橹v解——學習雙主體。方法如下：首先，精簡講授時間，增加課堂討論環(huán)節(jié)，給出課堂討論結果的評價標準。對于“微電子工藝學”難度較大、實踐性較強的專業(yè)核心課，學生獨立思考尤其重要。增加課堂討論環(huán)節(jié)是讓學生獨立思考的最好方法，但會減少理論課的時間，需要建立以下實施方案：①每堂課都要仔細設計該課主題，明確重難點，精簡講授時間；②合理設計和安排思考題和討論題的內(nèi)容以及實施方法；③合理設計和安排討論效果的評價標準，激發(fā)學生學習積極性。其次，

5、增加教學專題的seminar，采用案例教學方法，使學生不僅能理解基本理論，同時能結合應用，學會基本、常用的微電子器件工藝制造方法。2.習題試題庫建設及理論考核標準。課堂練習題和思考題題庫建設。根據(jù)該門課的特點，合理設計和安排本課主題下的思考題和練習題，使課堂教學有條不紊地進行。調動學生積極性，循序漸進地接受知識，提出問題、分析問題。目前，我校沒有完善的“微電子工藝學”考試試題庫。本項目擬根據(jù)國內(nèi)外研究成果，結合我校實際和教學大綱編寫試題庫，使具有不同題型、不重復題目的試卷達10套以上。具體理論考核標準：測試項目一：課堂表現(xiàn)考核、考核內(nèi)容、課堂表現(xiàn)情況；考核形式：以第一次形成性考核的條件及學生在

6、課堂的表現(xiàn)為基礎進行，主要內(nèi)容為課堂回答問題、專題討論、口試等?？己藭r期：課程結束為周期。測試項目二：作業(yè)考核，包括平時作業(yè)考核和登錄網(wǎng)絡教學平臺進行學習的考核兩部分；登錄網(wǎng)絡教學平臺進行學習的考核。測試項目三：課堂卷面考核內(nèi)容：課程大綱要求掌握的內(nèi)容；考核形式：抽取題庫中的試題進行卷面考試；考核時期：課程教學的最后兩節(jié)課。3.實踐教學實施標準與實驗教學改革。本項目擬對實驗教學內(nèi)容進行改革，制定實施和測試標準。進一步調整實驗課程方案，安排一次對新工藝和新技術的調查研究和一周的器件工藝流程仿真的課程設計。根據(jù)實驗課程設置目標，編制“微電子工藝學課程設計指導書”，制定具體的實施方案和評價方案。擬設

7、置的工藝設計的具體內(nèi)容：利用器件仿真軟件Medici和工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT新結構的器件和工藝仿真設計，以匯報、答辯且最終以論文的形式提交。實驗目的：學會利用模擬工具觀察新結構的基本特性；通過實驗設計掌握器件的工藝流程；在設計過程中體會設計器件結構的各個參數(shù)的折中關系和流程的煩瑣性，初步建立工藝設計的思維。實踐教學內(nèi)容需要在教學的實際工作中不斷更新，根據(jù)學生情況增減內(nèi)容和調整教學大綱。實驗教學測試標準：測試項目一：集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告?？己藘?nèi)容：對集成電路的新工藝和新技術前沿的調研?？己诵问剑喊磿r提交集成電路的新工藝和新技術前沿調研報告，字數(shù)不少

8、于2000字?？己藭r期：課程結束2周內(nèi)完成。測試項目二：工藝仿真設計和小論文撰寫考核內(nèi)容：結合工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT系列新結構的設計論文?？己诵问剑阂詧蟾嫘问酱疝q，最終提交LDMOS和IGBT新結構的設計論文，字數(shù)不少于2000字?？己藭r期：課程結束1周內(nèi)完成。4.專業(yè)見習。學生一方面可以利用學校學院籌建中的實驗平臺完成工藝相關實驗，如微電子工藝實驗室。主要功能是使學生初步掌握微電子器件的工作原理、工藝參數(shù)的控制方法。器件特性參數(shù)的測試分析方法、信息功能材料的制備和結構性能測試方法。內(nèi)容涵蓋CMOS工藝，半導體材料和器件制備工藝、LTCC材料制備和封裝工藝、多芯

9、片組件技術，MEMS傳感技術及微系統(tǒng)構建工藝等，如微系統(tǒng)封裝與測試實驗室。該實驗平臺功能用于微系統(tǒng)封裝與測試。實驗內(nèi)容包括各種可用于微系統(tǒng)封裝的基板材料及其封裝技術研究，系統(tǒng)級封裝三維復雜結構的電磁場、熱場分析建模、電特性、熱特性快速仿真、復雜混合信號完整性分析、電磁兼容、熱效應問題的認識和優(yōu)化處理，封裝工藝、可靠性與測試技術研究。集成電路設計實驗室：集成電路（IntegratedCircuit，IC）通過一系列特定加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件按照一定電路互連集成在一塊半導體單晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個外殼內(nèi)，用以執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能的電子器件。該實驗室

10、平臺主要用于集成電路設計。5.完善網(wǎng)絡教學平臺建設。充分利用學校已有的網(wǎng)絡資源，在網(wǎng)絡教學平臺上完成課程創(chuàng)建和內(nèi)容填充、作業(yè)功能、互動功能、閱讀資源等內(nèi)容；學生可以在課下參加討論與交流、提交與查閱作業(yè)，還可以進行一對一的答疑解惑等。本文結合微電子工藝學的理論教學、實驗教學與學生的自主學習，從課堂設計、課程考核標準、題庫建設、實驗環(huán)境建設、見習實習和網(wǎng)絡平臺建設等多方面進行課程設計。具體來說：①在課堂理論教學中，參考借鑒國內(nèi)外著名高校的實施方法，制定學生課堂表現(xiàn)的考核標準，給出如增加課堂討論、專題seminar、學生項目PPT展示的環(huán)節(jié)的具體實施建議，增加學生的參與度和學習熱情；②期末考核中，參

11、考借鑒國內(nèi)外著名高校的教學大綱和教學重點，編寫一套能極大指導學生學習的試題庫和習題庫，打下堅實的理論基礎；③根據(jù)微電子行業(yè)的發(fā)展和我校實際，建立一整套合理的實驗內(nèi)容和實驗體系，使學生在有限的時間內(nèi)掌握微電子工藝學的核心技術和方法；④利用仿真軟件模擬實際工藝流程，完成CMOS以及BCD工藝設計；⑤利用網(wǎng)絡教學平臺以幫助學生鞏固已學知識，解決難題，實現(xiàn)師生互動，讓電子科學與技術專業(yè)的學生通過這門重要專業(yè)課學習，在掌握微電子基本理論和技術的基礎上具備自主學習，獨立研究，勇于創(chuàng)新的能力，成為有一技之長的當代微電人。 參考文獻： [1]羅小蓉，張波，李肇基.《微電子工藝》

12、的理論教學與學生實踐能力培養(yǎng)[J].實驗科學與技術，2007.05 [2]陳卉，文毅，張華斌，胡云峰.“微電子器件”實驗教學改革與探索[J].高等學刊，2016.01 [3]王蔚，田麗，付強.微電子工藝課/實驗/生產(chǎn)實習的整合研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012 [4]廖榮，劉玉榮.微電子工藝實習教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2010.08 [5]高云，楊維明，葉蔥.微電子器件與工藝模擬實驗講義[D].湖北大學物理與電子技術學院，2015 [6]樊路嘉，陳德英.微電子專業(yè)生產(chǎn)實習課程的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2002.05 [7]梁齊，楊明武.微電子工藝實驗教學模式探索[J].實驗室科學，2008.01 4