實踐教學引進“半導體制造技術”課堂中的重要性

郝惠蓮 張艷 李文堯 劉宏波

摘 要：“半導體制造技術”課程主要講述半導體制造的全過程，涵蓋一系列工藝流程，其理論性和實踐性均較強。基于該課程的性質特點，針對行業需求，闡述了實踐課程引入該課程中的重要性，以期達到培養創新性半導體制造技術專業高水平人才的目標。

關鍵詞：半導體；制造技術；實踐教學；集成電路

在目前我國強力推進自主集成電路芯片“中國芯”的研發與制造背景下，我國的微電子產業快速發展，對半導體行業的高水平專業人才的需求也隨之大幅增加。但目前每年高校微電子專業的畢業生數量遠遠不能滿足半導體制造技術業的需求，半導體制造技術行業高水平專業人才的匱乏已經成為制約其快速發展的主要瓶頸之一。為此，培養一批具備前沿半導體集成芯片的工程應用能力，掌握以半導體制造技術為載體的微電子系統研發、設計與生產能力的微電子專業人才是目前高校所面臨的迫在眉睫的問題，因而加強半導體制造工藝人才的培養已成為大學教學的一個重點研究內容。

“半導體制造技術”是我院電子封裝技術專業的必修課程，也是培養學生實踐動手能力和創新開發能力的專業特色課程之一。該課程的目標是培養學生系統掌握微電子關鍵工藝及其原理，并具有一定工藝設計、分析及解決工藝問題的能力，因此，在這門課程中引入實踐教學是至關重要的。

一、“半導體制造技術”課程內容的特點

“半導體制造技術”這門課程廣泛涉及量子物理、電學、光學和化學等基礎科學的理論概念，又涵蓋半導體后端工藝的材料分析等與制造相關的高新生產技術。該課程的主要內容包括微電子集成電路制造工藝中的氧化、薄膜淀積、摻雜（離子注入和擴散）、外延、光刻和刻蝕等工藝，培養學生掌握集成電路制造工藝原理和設計、工藝流程及設備操作方法，使學生掌握集成電路制造的關鍵工藝及其原理。同時，該課程又是一門實踐性和理論性均較強的課程，其涉及涵蓋的知識面廣且抽象。基于此，培養學生的實踐動手、工藝分析、設計及解決問題的能力單純依靠課堂上的講和看是遠遠達不到的。如何利用多種可能的資源開展工藝實踐教學，加強科學實驗能力和實際工作能力的培養，是微電子專業教師的當務之急。

二、教學條件現狀及實踐教學的引入

1.教學條件現狀

眾所周知，半導體制造行業的設備如金屬有機化合物化學氣相沉淀、等離子增強化學氣相沉積（PECVD）和磁控濺射等設備價格昂貴，且對環境條件要求苛刻。與企業相比，高等學校在半導體制造設備和場地方面的投入遠遠不夠。為了達到該課程的教學目標，我們學校購置了一些如磁控濺射系統、PECVD、高溫擴散爐和快速熱處理爐等與半導體制造工藝相關的設備。

2.引入實踐教學的重要性

教學和實踐相輔相成，教學指導實踐，實踐反哺教學。為了加深學生對在課堂上所學的理論和工藝知識的理解，并培養學生的動手能力，我們在“半導體制造技術”這門課程中增添了利用PECVD技術淀積鈍化層SiNx：H薄膜及快速熱處理等實踐課。對于薄膜淀積實踐課，在實驗前期，學生需要調研，確定薄膜淀積參數（如溫度、時間、氣流比等）；在薄膜淀積完成之后，需要通過一些手段表征薄膜的結構和性能，檢查是否達到了預期的效果，如果和預期結果不相符，由老師組織學生共同探討并解決。在學生全程參與的實踐課程中，學生都感受到學習的樂趣，充分調動了學生的積極性，培養了學生提出問題、解決問題和分析問題的能力。

“半導體制造技術”課程的開展不僅要使學生掌握基本的理論知識，更重要的是通過課程傳授、實踐操作及企業案例等多種教學活動，激發學生的學習積極性和主動性，并提高學生的動手實踐能力、分析問題和解決問題的能力。通過實踐課的開展，將學生在課堂中學到的理論知識與企業的實際工作聯系起來，加深了對半導體制造技術關鍵工藝的理解。這些教學活動有效地培養了學生的創新思維和實踐能力，提高了整體的教學效果。理論和實踐相結合的授課方式必將成為“半導體制造技術”課程創新型教學改革與持續發展的原動力。

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編輯 李建軍