《集成電路工藝》理論教學(xué)與實(shí)踐改革探討

　　摘 要： 作者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，指出在《集成電路工藝》課程教學(xué)中教師應(yīng)合理取舍內(nèi)容，改革教學(xué)方式，精心選擇教學(xué)內(nèi)容，多方位構(gòu)建教學(xué)平臺(tái)，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，從而培養(yǎng)二十一世紀(jì)所需的專業(yè)技術(shù)人才。
　　關(guān)鍵詞： 《集成電路工藝》 教學(xué)方法 實(shí)踐改革
　　
　　1.引言
　　21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的世紀(jì)，集成電路制造業(yè)是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，《集成電路工藝》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課，其目的是使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握VLSI的主要工藝技術(shù)與原理，熟悉工藝設(shè)備的特點(diǎn)，培養(yǎng)工藝設(shè)計(jì)及解決工藝問(wèn)題的能力。課程具有實(shí)踐性很強(qiáng)、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，為學(xué)生以后進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和科研工作打下良好基礎(chǔ)。本課程的目的是使學(xué)生對(duì)微電子關(guān)鍵工藝及其原理有較為完整和系統(tǒng)的概念，并具有一定工藝設(shè)計(jì)、分析和解決工藝問(wèn)題的能力。結(jié)合多年教學(xué)工作實(shí)際，我提出了幾點(diǎn)教學(xué)改革設(shè)想［１］［２］。
　　2.教學(xué)內(nèi)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(shū)有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是內(nèi)容全面豐富。不僅詳細(xì)介紹了芯片制造中的各項(xiàng)關(guān)鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設(shè)備，以及每一道工藝的質(zhì)量檢測(cè)和故障排除。二是工藝技術(shù)先進(jìn)。該書(shū)吸收了當(dāng)今最發(fā)達(dá)技術(shù)資料，如化學(xué)機(jī)械拋光、淺槽隔離等工藝，因此本教材是一本很全面、很先進(jìn)和可讀性非常強(qiáng)的專業(yè)書(shū)籍。
　　2.2教學(xué)內(nèi)容的選取。
　　本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計(jì)和分析能力。本課程32學(xué)時(shí)，而教材內(nèi)容章節(jié)很多，所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內(nèi)容。對(duì)非關(guān)鍵工藝，如教材中的4—6章主要介紹半導(dǎo)體制造中的空穴及缺陷等內(nèi)容，要舍棄，可供學(xué)生課后自己閱讀。另一方面，查閱相關(guān)資料，對(duì)教材內(nèi)容做必要的補(bǔ)充。由于教材側(cè)重技術(shù)介紹，在工藝原理方面涉及甚少，作為電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)的本科生，有必要掌握關(guān)鍵工藝的物理基礎(chǔ)和原理，因此任課老師需要廣泛查閱相關(guān)資料，對(duì)教材內(nèi)容做必要的、有益的補(bǔ)充。如離子注入摻雜工藝，選用的教材僅作為一節(jié)簡(jiǎn)單介紹，其基礎(chǔ)和原理更是少之又少，必須找出相應(yīng)詳細(xì)的介紹。再者，氧化過(guò)程中雜質(zhì)的再分布對(duì)器件特性影響是不容忽視的，工藝過(guò)程需要考慮，也需要做相應(yīng)補(bǔ)充，《集成電路工藝基礎(chǔ)》中這部分內(nèi)容有較大價(jià)值［３］。
　　3.豐富多彩的教學(xué)方式
　　3.1多媒體教學(xué)，事半功倍。
　　多媒體教學(xué)方式如今已廣泛使用，在本課程教學(xué)中使用多媒體教學(xué)符合教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)的要求，因?yàn)橛写罅康墓に嚵鞒毯凸に噷?shí)施后的硅片剖面圖，只有通過(guò)多媒體才能使學(xué)生有直觀、清楚的認(rèn)識(shí)。教材中提供了大量結(jié)構(gòu)剖面圖和設(shè)備圖，如果完全靠老師板書(shū)，教學(xué)內(nèi)容和效果將不易理解，而采用多媒體教學(xué)則能達(dá)到事半功倍的效果。
　　3.2教學(xué)互動(dòng)，讓學(xué)生走上講臺(tái)。
　　教學(xué)互動(dòng)非常重要。學(xué)生對(duì)動(dòng)態(tài)和前沿比較感興趣，易激發(fā)其求知欲，抓住學(xué)生這一特點(diǎn)，可以給學(xué)生布置幾個(gè)與集成電路工藝動(dòng)態(tài)和前沿相關(guān)的題目，讓學(xué)生課后查閱、整理資料，寫(xiě)成專題小論文，還可開(kāi)設(shè)專題小論壇，每一專題請(qǐng)一位有興趣的同學(xué)制作課件在課堂上給大家講解。這種方式將課堂時(shí)間和空間進(jìn)行延伸，使學(xué)生由課堂被動(dòng)聽(tīng)講變?yōu)檎n后主動(dòng)學(xué)習(xí)、消化。這樣一方面能培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工藝知識(shí)的習(xí)慣，并在不斷查閱資料中積累、豐富了專業(yè)知識(shí)。另一方面能鍛煉學(xué)生走上講臺(tái)“準(zhǔn)教師”的思維能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。
　　3.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論用于實(shí)踐。
　　在教學(xué)過(guò)程中，要堅(jiān)持理論和實(shí)踐相結(jié)合的原則。建議開(kāi)設(shè)最基本的半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)，如氧化、擴(kuò)散、離子注入、光刻沉積。實(shí)驗(yàn)要求每組學(xué)生用拋光硅片，通過(guò)氧化、光刻、等工序制備晶體管，是一個(gè)典型的綜合性、研究型實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生既能培養(yǎng)動(dòng)手能力，又能掌握科學(xué)的分析問(wèn)題的方法，加深對(duì)半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)和原理的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。本課程在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期開(kāi)設(shè)。
　　3.4將專家學(xué)者請(qǐng)進(jìn)高校課堂。
　　我們充分利用與國(guó)內(nèi)外高等院校和科研單位進(jìn)行研究合作與學(xué)術(shù)交流的同時(shí)，在專業(yè)課授課過(guò)程中，還邀請(qǐng)有一定知名度的專家學(xué)者來(lái)我校作專題學(xué)術(shù)報(bào)告。由于他們長(zhǎng)期從事某一領(lǐng)域的科學(xué)研究，十分熟悉該領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢(shì)，因此可以系統(tǒng)地將這些信息傳遞給學(xué)生。這樣做不僅大大擴(kuò)充了學(xué)生的知識(shí)面，提高了他們的思維能力，而且進(jìn)一步激發(fā)了他們的專業(yè)課學(xué)習(xí)熱情和強(qiáng)烈的進(jìn)取心。近五年來(lái)，我們先后邀請(qǐng)包括中科院半導(dǎo)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(guān)于微電子方面的多場(chǎng)專題學(xué)術(shù)報(bào)告，均受到了廣大教師與學(xué)生的一致好評(píng)。
　　4.結(jié)語(yǔ)
　　《集成電路工藝》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的一門(mén)重要的專業(yè)課程，本課程的目的是使學(xué)生掌握集成電路制造工藝和基本原理。學(xué)生專業(yè)知識(shí)和能力的獲取，一方面是通過(guò)將理論應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證和強(qiáng)化，另一方面通過(guò)理論課學(xué)習(xí)獲得。通過(guò)開(kāi)發(fā)多媒體教學(xué)軟件，精心選擇優(yōu)秀教材、及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)、布置設(shè)計(jì)性作業(yè)、安排專題報(bào)告、改革考核方式等環(huán)節(jié)，提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、滿足21世紀(jì)所需的專業(yè)技術(shù)人才。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］王陽(yáng)元，關(guān)旭東，馬俊如.集成電路工藝基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，1991.
　　［2］解光軍.微電子學(xué)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式改革的探討［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)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(xué)與學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2007，5，（1）：77-79.