陳澄 朱向軍

摘 要： 本文針對(duì)《半導(dǎo)體制造工藝》課程教學(xué)進(jìn)行探討，介紹該課程核心教學(xué)內(nèi)容的選取、課堂教學(xué)方式，探討教師如何利用現(xiàn)有資源增強(qiáng)課程教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 《半導(dǎo)體制造工藝》 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)效果

目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月異，集成電路技術(shù)已經(jīng)滲透到國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。隨著集成電路半導(dǎo)體工藝的日趨成熟，集成電路集成度日益提高，已經(jīng)達(dá)到10億門，芯片最小線寬已到納米級(jí)，同時(shí)半導(dǎo)體制造工藝和其他學(xué)科相結(jié)合，誕生了新的學(xué)科。國內(nèi)半導(dǎo)體制造市場需求持續(xù)旺盛，產(chǎn)業(yè)政策和投資環(huán)境持續(xù)向好，對(duì)我國半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分有利。半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，對(duì)人才需求不斷增加，既需要高水平的研究設(shè)計(jì)人員，又需要從事一線生產(chǎn)的專業(yè)技術(shù)人才。

《半導(dǎo)體制造工藝》主要講述以硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體集成電路的制造工藝及工藝原理。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握一定工藝設(shè)計(jì)、分析及解決工藝問題的能力，使學(xué)生對(duì)集成電路制造的關(guān)鍵工藝及原理有較為完整和系統(tǒng)的概念。

該課程涉及知識(shí)面廣，較為抽象，理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)。但是現(xiàn)有教學(xué)資源和條件達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)的需求。所以，如何在理論教學(xué)模式下，理論聯(lián)系實(shí)踐，提高教學(xué)質(zhì)量；如何利用多種可能資源開展教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力，是教師面臨的緊迫問題。

一、教學(xué)內(nèi)容的選取

針對(duì)學(xué)生就業(yè)崗位和學(xué)習(xí)能力，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行側(cè)重選取。簡化深?yuàn)W的理論論述，在基本原理的基礎(chǔ)上注重對(duì)工藝過程、工藝參數(shù)的描述及工藝參數(shù)測量方法的介紹，并在半導(dǎo)體制造的幾大工藝技術(shù)中加入工藝模擬，彌補(bǔ)實(shí)踐課程的缺失。根據(jù)目前集成電路的發(fā)展趨勢，主要講授半導(dǎo)體制造工藝的前端工藝部分，即清洗、氧化、化學(xué)氣相淀積、金屬化、光刻、刻蝕、摻雜和平坦化等幾個(gè)主要工藝。有些教材中出現(xiàn)的半導(dǎo)體材料物理特性、超凈技術(shù)和工藝中的化學(xué)藥品等可以讓學(xué)生課后閱讀，不應(yīng)作為本課程的核心內(nèi)容。同時(shí)教師查閱大量資料和文獻(xiàn)作為補(bǔ)充內(nèi)容。

二、教學(xué)內(nèi)容次序的調(diào)整

《半導(dǎo)體制造工藝》教材的次序是按照制造工藝中的不同步驟分章敘述的。學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺到支離破碎、缺乏邏輯，很難理解集成電路制造過程中各個(gè)部分的作用，不可能掌握半導(dǎo)體制造系統(tǒng)過程，會(huì)出現(xiàn)覺得非常枯燥、難以理解的厭學(xué)情緒。因此，第一個(gè)主題，教師結(jié)合視頻、Flash等多媒體教學(xué)資源，將整個(gè)半導(dǎo)體制造流程呈現(xiàn)給學(xué)生，給學(xué)生直觀的集成電路制造流程感受。結(jié)合流程圖，對(duì)照動(dòng)畫過程，介紹每一步主要采用的工藝名稱及基本概念，使學(xué)生先對(duì)后續(xù)每章內(nèi)容有一個(gè)基本概念，不至于后面講到這些章節(jié)的時(shí)候覺得這些內(nèi)容孤立，從而不了解其在半導(dǎo)體制造技術(shù)中的地位。

三、多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式結(jié)合

進(jìn)行理論推導(dǎo)部分教學(xué)時(shí)，以傳統(tǒng)交互式方法為主，把多媒體技術(shù)作為輔助手段。一般來說，對(duì)于公式的推導(dǎo)和例題的講解，采用板書方式有助于使過程條理化，前后呼應(yīng)，若再輔以啟發(fā)式提問調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)，就能收到較好的效果。而在《半導(dǎo)體制造工藝》課程教學(xué)中大量工藝流程和工藝實(shí)施后的硅片剖面圖需要展示，這時(shí)結(jié)合視頻、Flash等多媒體教學(xué)，圖文并茂、信息量大，很容易達(dá)到事半功倍的效果。

在《半導(dǎo)體制造工藝》課程教學(xué)中引入視頻教學(xué)手段，系統(tǒng)全面地展示復(fù)雜的半導(dǎo)體制造工藝流程。在教學(xué)中給學(xué)生播放國內(nèi)及國際知名半導(dǎo)體公司的工藝視頻，利用校企合作單位資源拍攝培訓(xùn)視頻，有助于學(xué)生深入學(xué)習(xí)先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)，使一些抽象的概念和理論形象直觀，易于講解，同時(shí)可以使學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程有一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)，利用這些課程資源大大加強(qiáng)該課程理論教學(xué)的直觀性和臨場感，增強(qiáng)教學(xué)效果。有利于縮短崗前培訓(xùn)時(shí)間，提高效率。

四、通過軟件模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在缺乏實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件的情況下，利用工藝模擬軟件可使學(xué)生身臨其境地對(duì)所學(xué)基本工藝進(jìn)行簡單模擬。學(xué)生可采用這些軟件先對(duì)單項(xiàng)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后結(jié)合具體器件的實(shí)際工藝流程，對(duì)整個(gè)器件前后道工藝之間的相互聯(lián)系進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而全面了解半導(dǎo)體器件制造流程及各項(xiàng)工藝之間的相互影響。

所謂工藝模擬就是在某些工藝參數(shù)的情況下，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)工藝過程進(jìn)行述職求解，計(jì)算出經(jīng)過該工藝后的雜質(zhì)濃度分布、結(jié)構(gòu)特性變化和器件中的應(yīng)力變化。利用工藝模擬，可以在不經(jīng)過實(shí)際流片的情況下，得到半導(dǎo)體器件中的各種參數(shù)。如果結(jié)合器件仿真，還可以獲得該工藝條件下器件的電學(xué)參數(shù)。

這些實(shí)驗(yàn)過程彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，增強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)效果。

五、設(shè)想?yún)⒂^實(shí)習(xí)

如果與相關(guān)半導(dǎo)體制造公司進(jìn)行密切的校企合作，創(chuàng)造條件開拓實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)渠道將更有利于《半導(dǎo)體制造工藝》課程教學(xué)。參觀企業(yè)會(huì)使學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體集成電路的生產(chǎn)場地及超凈環(huán)境要求更具感性和深刻的認(rèn)識(shí)。通過技術(shù)人員對(duì)相關(guān)工藝環(huán)境、設(shè)備、技術(shù)和工藝流程的講解及操作演示，學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體制造流程、制造工藝過程及測試封裝的理解更系統(tǒng)和全面。

參考文獻(xiàn)：

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