《集成電路工藝》理論教學與實踐改革探討

　　摘 要： 作者結合教學實踐，指出在《集成電路工藝》課程教學中教師應合理取舍內容，改革教學方式，精心選擇教學內容，多方位構建教學平臺，注重創新能力培養，激發學生的學習興趣，提高教學質量，從而培養二十一世紀所需的專業技術人才。
　　關鍵詞： 《集成電路工藝》 教學方法 實踐改革
　　
　　1.引言
　　21世紀是科技飛速發展的世紀，集成電路制造業是一項戰略性的基礎產業，《集成電路工藝》是電子科學與技術專業重要的專業課，其目的是使學生學習和掌握VLSI的主要工藝技術與原理，熟悉工藝設備的特點，培養工藝設計及解決工藝問題的能力。課程具有實踐性很強、理論與實踐結合緊密的特點，為學生以后進行工程設計和科研工作打下良好基礎。本課程的目的是使學生對微電子關鍵工藝及其原理有較為完整和系統的概念，并具有一定工藝設計、分析和解決工藝問題的能力。結合多年教學工作實際，我提出了幾點教學改革設想［１］［２］。
　　2.教學內容的選取
　　2.1教材的選取。
　　本課程首選教材是《硅集成電路工藝》。該書有三個優點：一是內容全面豐富。不僅詳細介紹了芯片制造中的各項關鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設備，以及每一道工藝的質量檢測和故障排除。二是工藝技術先進。該書吸收了當今最發達技術資料，如化學機械拋光、淺槽隔離等工藝，因此本教材是一本很全面、很先進和可讀性非常強的專業書籍。
　　2.2教學內容的選取。
　　本課程的目的是使學生掌握半導體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設計和分析能力。本課程32學時，而教材內容章節很多，所以課堂授課內容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內容。對非關鍵工藝，如教材中的4—6章主要介紹半導體制造中的空穴及缺陷等內容，要舍棄，可供學生課后自己閱讀。另一方面，查閱相關資料，對教材內容做必要的補充。由于教材側重技術介紹，在工藝原理方面涉及甚少，作為電子科學技術專業的本科生，有必要掌握關鍵工藝的物理基礎和原理，因此任課老師需要廣泛查閱相關資料，對教材內容做必要的、有益的補充。如離子注入摻雜工藝，選用的教材僅作為一節簡單介紹，其基礎和原理更是少之又少，必須找出相應詳細的介紹。再者，氧化過程中雜質的再分布對器件特性影響是不容忽視的，工藝過程需要考慮，也需要做相應補充，《集成電路工藝基礎》中這部分內容有較大價值［３］。
　　3.豐富多彩的教學方式
　　3.1多媒體教學，事半功倍。
　　多媒體教學方式如今已廣泛使用，在本課程教學中使用多媒體教學符合教學內容特點的要求，因為有大量的工藝流程和工藝實施后的硅片剖面圖，只有通過多媒體才能使學生有直觀、清楚的認識。教材中提供了大量結構剖面圖和設備圖，如果完全靠老師板書，教學內容和效果將不易理解，而采用多媒體教學則能達到事半功倍的效果。
　　3.2教學互動，讓學生走上講臺。
　　教學互動非常重要。學生對動態和前沿比較感興趣，易激發其求知欲，抓住學生這一特點，可以給學生布置幾個與集成電路工藝動態和前沿相關的題目，讓學生課后查閱、整理資料，寫成專題小論文，還可開設專題小論壇，每一專題請一位有興趣的同學制作課件在課堂上給大家講解。這種方式將課堂時間和空間進行延伸，使學生由課堂被動聽講變為課后主動學習、消化。這樣一方面能培養學生通過網絡學習工藝知識的習慣，并在不斷查閱資料中積累、豐富了專業知識。另一方面能鍛煉學生走上講臺“準教師”的思維能力和語言表達能力。
　　3.3加強實驗教學，理論用于實踐。
　　在教學過程中，要堅持理論和實踐相結合的原則。建議開設最基本的半導體平面工藝實驗，如氧化、擴散、離子注入、光刻沉積。實驗要求每組學生用拋光硅片，通過氧化、光刻、等工序制備晶體管，是一個典型的綜合性、研究型實驗。通過實驗教學，學生既能培養動手能力，又能掌握科學的分析問題的方法，加深對半導體平面工藝技術和原理的理解，激發學習興趣。本課程在大學三年級下學期開設。
　　3.4將專家學者請進高校課堂。
　　我們充分利用與國內外高等院校和科研單位進行研究合作與學術交流的同時，在專業課授課過程中，還邀請有一定知名度的專家學者來我校作專題學術報告。由于他們長期從事某一領域的科學研究，十分熟悉該領域的最新發展趨勢，因此可以系統地將這些信息傳遞給學生。這樣做不僅大大擴充了學生的知識面，提高了他們的思維能力，而且進一步激發了他們的專業課學習熱情和強烈的進取心。近五年來，我們先后邀請包括中科院半導體等單位多名專家為我校的客座教授或兼職教授，分別做了關于微電子方面的多場專題學術報告，均受到了廣大教師與學生的一致好評。
　　4.結語
　　《集成電路工藝》是電子科學與技術專業本科生的一門重要的專業課程，本課程的目的是使學生掌握集成電路制造工藝和基本原理。學生專業知識和能力的獲取，一方面是通過將理論應用于實驗來驗證和強化，另一方面通過理論課學習獲得。通過開發多媒體教學軟件，精心選擇優秀教材、及時更新教學內容、開設綜合性實驗、布置設計性作業、安排專題報告、改革考核方式等環節，提高課程教學質量，培養具有創新能力、滿足21世紀所需的專業技術人才。
　　
　　參考文獻：
　　［1］王陽元，關旭東，馬俊如.集成電路工藝基礎［M］.北京：高等教育出版社，1991.
　　［2］解光軍.微電子學專業教學內容及教學方式改革的探討［J］.合肥工業大學學報：社會科學版，2002，16，（6）：22-24.
　　［3］羅小蓉，張波，李肇基.《微電子工藝》的理論教學與學生實踐能力培養［J］.實驗科學與技術，2007，5，（1）：77-79.