“微電子工藝學(xué)”課程設(shè)計研究

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

2、，建立一套完善的工藝設(shè)計實(shí)驗教學(xué)體系；完善已有的專業(yè)見習(xí)和專業(yè)綜合訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生在見習(xí)和綜合訓(xùn)練中得到鍛煉，增加動手能力；進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)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(xué)與技術(shù)專業(yè)的“微電子工藝學(xué)”理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、題庫建設(shè)、課程考核以及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)等課程設(shè)計。 一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 2006年，電子科技大學(xué)羅小蓉老師強(qiáng)調(diào)將教師的理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)動手能力，提高教學(xué)效果。電子科技大學(xué)中山學(xué)院陳卉2016年提出“微電子器件”實(shí)驗教學(xué)改革與探索。20

3、12年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王蔚提出從課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)整合角度出發(fā)，將“微電子工藝”課程的教學(xué)模式、內(nèi)容、教材等將課堂、實(shí)驗、實(shí)習(xí)3種不同教學(xué)形式作為一個課程模塊穿插講授，理論與實(shí)踐彼此相互促進(jìn)，編寫教材，進(jìn)行初步實(shí)施及評價，獲得學(xué)生和微電子課程群其他課程主講教師的肯定，評教結(jié)果為“A+”。2010年，華南理工大學(xué)廖榮提出微電子工藝實(shí)習(xí)教學(xué)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(xiàn)，讓學(xué)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(shù)，為學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)專業(yè)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。 二、具體實(shí)施方案 1.課堂理論

4、教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)效果實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。根據(jù)“微電子工藝學(xué)”知識點(diǎn)較多且抽象、工藝流程復(fù)雜等特點(diǎn)，教師在課堂教學(xué)中要重視與學(xué)生的互動，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，將講解為主體改變?yōu)橹v解——學(xué)習(xí)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(jié)果的評價標(biāo)準(zhǔn)。對于“微電子工藝學(xué)”難度較大、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)核心課，學(xué)生獨(dú)立思考尤其重要。增加課堂討論環(huán)節(jié)是讓學(xué)生獨(dú)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(shí)施方案：①每堂課都要仔細(xì)設(shè)計該課主題，明確重難點(diǎn)，精簡講授時間；②合理設(shè)計和安排思考題和討論題的內(nèi)容以及實(shí)施方法；③合理設(shè)計和安排討論效果的評價標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。其次，

5、增加教學(xué)專題的seminar，采用案例教學(xué)方法，使學(xué)生不僅能理解基本理論，同時能結(jié)合應(yīng)用，學(xué)會基本、常用的微電子器件工藝制造方法。2.習(xí)題試題庫建設(shè)及理論考核標(biāo)準(zhǔn)。課堂練習(xí)題和思考題題庫建設(shè)。根據(jù)該門課的特點(diǎn)，合理設(shè)計和安排本課主題下的思考題和練習(xí)題，使課堂教學(xué)有條不紊地進(jìn)行。調(diào)動學(xué)生積極性，循序漸進(jìn)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(xué)”考試試題庫。本項目擬根據(jù)國內(nèi)外研究成果，結(jié)合我校實(shí)際和教學(xué)大綱編寫試題庫，使具有不同題型、不重復(fù)題目的試卷達(dá)10套以上。具體理論考核標(biāo)準(zhǔn)：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(xué)生在

6、課堂的表現(xiàn)為基礎(chǔ)進(jìn)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(jié)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(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)的考核兩部分；登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)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(jìn)行卷面考試；考核時期：課程教學(xué)的最后兩節(jié)課。3.實(shí)踐教學(xué)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)驗教學(xué)改革。本項目擬對實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，制定實(shí)施和測試標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步調(diào)整實(shí)驗課程方案，安排一次對新工藝和新技術(shù)的調(diào)查研究和一周的器件工藝流程仿真的課程設(shè)計。根據(jù)實(shí)驗課程設(shè)置目標(biāo)，編制“微電子工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書”，制定具體的實(shí)施方案和評價方案。擬設(shè)

7、置的工藝設(shè)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(jié)構(gòu)的器件和工藝仿真設(shè)計，以匯報、答辯且最終以論文的形式提交。實(shí)驗?zāi)康模簩W(xué)會利用模擬工具觀察新結(jié)構(gòu)的基本特性；通過實(shí)驗設(shè)計掌握器件的工藝流程；在設(shè)計過程中體會設(shè)計器件結(jié)構(gòu)的各個參數(shù)的折中關(guān)系和流程的煩瑣性，初步建立工藝設(shè)計的思維。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容需要在教學(xué)的實(shí)際工作中不斷更新，根據(jù)學(xué)生情況增減內(nèi)容和調(diào)整教學(xué)大綱。實(shí)驗教學(xué)測試標(biāo)準(zhǔn)：測試項目一：集成電路的新工藝和新技術(shù)前沿調(diào)研報告。考核內(nèi)容：對集成電路的新工藝和新技術(shù)前沿的調(diào)研?？己诵问剑喊磿r提交集成電路的新工藝和新技術(shù)前沿調(diào)研報告，字?jǐn)?shù)不少

8、于2000字?？己藭r期：課程結(jié)束2周內(nèi)完成。測試項目二：工藝仿真設(shè)計和小論文撰寫考核內(nèi)容：結(jié)合工藝仿真軟件Tsuprem4，完成LDMOS和IGBT系列新結(jié)構(gòu)的設(shè)計論文?？己诵问剑阂詧蟾嫘问酱疝q，最終提交LDMOS和IGBT新結(jié)構(gòu)的設(shè)計論文，字?jǐn)?shù)不少于2000字。考核時期：課程結(jié)束1周內(nèi)完成。4.專業(yè)見習(xí)。學(xué)生一方面可以利用學(xué)校學(xué)院籌建中的實(shí)驗平臺完成工藝相關(guān)實(shí)驗，如微電子工藝實(shí)驗室。主要功能是使學(xué)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(jié)構(gòu)性能測試方法。內(nèi)容涵蓋CMOS工藝，半導(dǎo)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(shù)，MEMS傳感技術(shù)及微系統(tǒng)構(gòu)建工藝等，如微系統(tǒng)封裝與測試實(shí)驗室。該實(shí)驗平臺功能用于微系統(tǒng)封裝與測試。實(shí)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(shù)研究，系統(tǒng)級封裝三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁場、熱場分析建模、電特性、熱特性快速仿真、復(fù)雜混合信號完整性分析、電磁兼容、熱效應(yīng)問題的認(rèn)識和優(yōu)化處理，封裝工藝、可靠性與測試技術(shù)研究。集成電路設(shè)計實(shí)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(dǎo)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(shí)驗室

10、平臺主要用于集成電路設(shè)計。5.完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)。充分利用學(xué)校已有的網(wǎng)絡(luò)資源，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(xué)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(jìn)行一對一的答疑解惑等。本文結(jié)合微電子工藝學(xué)的理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，從課堂設(shè)計、課程考核標(biāo)準(zhǔn)、題庫建設(shè)、實(shí)驗環(huán)境建設(shè)、見習(xí)實(shí)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)等多方面進(jìn)行課程設(shè)計。具體來說：①在課堂理論教學(xué)中，參考借鑒國內(nèi)外著名高校的實(shí)施方法，制定學(xué)生課堂表現(xiàn)的考核標(biāo)準(zhǔn)，給出如增加課堂討論、專題seminar、學(xué)生項目PPT展示的環(huán)節(jié)的具體實(shí)施建議，增加學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)熱情；②期末考核中，參

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

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