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半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵詞]工藝原理 器件模擬與仿真 微電子技術(shù)

[中圖分類號] G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）11-0112-03

0引言

西安郵電大學(xué)微電子科學(xué)與工程專業(yè)源于原計算機(jī)系的微電子學(xué)專業(yè)，2005年開始招收第一屆本科生，專業(yè)方向設(shè)置偏向于集成電路設(shè)計。2013年，根據(jù)教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》的專業(yè)設(shè)置，將微電子學(xué)專業(yè)更名為微電子科學(xué)與工程專業(yè)。2009年至今，該專業(yè)累計培養(yǎng)本科畢業(yè)生6屆。根據(jù)歷年應(yīng)屆畢業(yè)生就業(yè)情況和研究生報考方向，我們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體工藝方向人數(shù)比重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。另外，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中西部地區(qū)半導(dǎo)體行業(yè)的投資力度也越來越大，例如韓國三星電子有限公司、西安愛立信分公司等落戶西安，半導(dǎo)體人才需求日益增加。

根據(jù)2014年，微電子科學(xué)與工程專業(yè)新一輪培養(yǎng)方案的定位，設(shè)置出半導(dǎo)體工藝、集成電路設(shè)計兩大課程體系，可實現(xiàn)半導(dǎo)體工藝、集成電路設(shè)計和集成電路應(yīng)用人才的個性化培養(yǎng)。半導(dǎo)體工藝課程體系除設(shè)置固體物理、半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件物理等專業(yè)基礎(chǔ)課程外，還包含集成電路工藝原理、器件模擬與仿真、集成電路制造與測試和半導(dǎo)體工藝實習(xí)等專業(yè)課程。本課程體系是微電子技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的核心，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握集成電路制造的工藝原理、工藝流程以及實踐操作的能力，同時也是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵。

因此，整合集成電路工藝原理與實踐課程體系的教學(xué)內(nèi)容，充分利用微電子技術(shù)實驗教學(xué)中心現(xiàn)有的硬件環(huán)境和優(yōu)勢資源，加強(qiáng)軟件設(shè)施，例如實踐教學(xué)具體組織實施方案及考核機(jī)制的建設(shè)，構(gòu)建內(nèi)容健全、結(jié)構(gòu)合理的集成電路工藝原理與實踐課程體系，對微電子科學(xué)與工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的人才，尤其是半導(dǎo)體工藝人才培養(yǎng)的落實和發(fā)展具有重要意義。

一、面臨的主要問題和解決措施

（一）教學(xué)面臨的主要問題

課程體系是高等學(xué)校人才培養(yǎng)的主要載體，是教育思想和教育觀念付諸實踐的橋梁。集成電路工藝原理與實踐課程體系注重理論教學(xué)與實踐教學(xué)的緊密結(jié)合，不僅讓學(xué)生充分了解、掌握集成電路制造的基本原理和工藝技術(shù)，而且逐步加強(qiáng)學(xué)生半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)實踐能力的培養(yǎng)。然而，該課程體系相關(guān)實踐環(huán)境建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)耗費(fèi)巨大，致使大多數(shù)高等院校在該課程體系的教學(xué)上僅局限于課堂教學(xué)，無法做到理論與實踐相結(jié)合。

為解決這一問題，學(xué)校經(jīng)過多方調(diào)研考察、洽談協(xié)商，與北京微電子技術(shù)研究所進(jìn)行校企合作，建立了半導(dǎo)體工藝聯(lián)合實驗室。通過中省共建項目和其他項目對半導(dǎo)體工藝聯(lián)合實驗室進(jìn)一步建設(shè)、完善，為微電子科學(xué)與工程專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科生提供了良好的工藝實踐平臺。然而，在實際教學(xué)過程中，專業(yè)課程內(nèi)容不能模塊化、系統(tǒng)化，理論教學(xué)與實踐教學(xué)嚴(yán)重脫鉤，工程型師資人員匱乏，教學(xué)效果不理想。因此，對集成電路工藝原理與實踐課程體系進(jìn)行深化改革與探索，可謂任重而道遠(yuǎn)。

（二）主要的解決措施

1.課程體系整合優(yōu)化

集成電路工藝原理與實踐課程體系服務(wù)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展對人才培養(yǎng)的需要。本課程體系以集成電路工藝原理、器件模擬與仿真和工藝實踐為主線，將集成電路工藝原理、半導(dǎo)體器件模擬與仿真、集成電路封裝與測試、新型材料器件課程設(shè)計和半導(dǎo)體工藝實習(xí)等課程內(nèi)容進(jìn)行整合，明確每門課程、知識的相互關(guān)系、地位和作用，找到課程內(nèi)容的銜接點(diǎn)，讓每一門課程都發(fā)揮承上啟下的作用，保證半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的基本規(guī)格和基本質(zhì)量要求。在此基礎(chǔ)上，設(shè)置半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體功率器件、納米電子材料與器件等專業(yè)選修課，培養(yǎng)學(xué)生的興趣、愛好和特長，以滿足個性化培養(yǎng)需要。

為解決微電子科學(xué)與工程專業(yè)本科生實踐形式單一、綜合程度不高導(dǎo)致解決實際問題的應(yīng)用能力不足等現(xiàn)象，集成電路工藝原理與實踐課程體系在力求理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機(jī)融合的基礎(chǔ)上，設(shè)置微電子學(xué)基礎(chǔ)實驗、半導(dǎo)體器件模擬仿真、半導(dǎo)體工藝實習(xí)以及新型材料器件課程設(shè)計等實踐課程，形成由簡單到綜合、由綜合到創(chuàng)新的遞階實踐教學(xué)層次。通過獨(dú)立設(shè)課實驗、課程設(shè)計、科研訓(xùn)練、生產(chǎn)實習(xí)、社會實踐、科技活動和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)達(dá)到預(yù)期的效果。同時，注重課程形式的綜合化、科研化，提高綜合性、設(shè)計性實驗比例，使實踐課程與理論課程并行推進(jìn)，貫穿整個人才培養(yǎng)過程。

2.考核體系的完善

考核體系總體上包括理論課程考核體系和實踐課程考核體系。目前，理論考核體系已基本成熟。然而，長期以來，我國教育領(lǐng)域由于實踐教學(xué)成本高、經(jīng)費(fèi)得不到保障，所以考核主體對實踐環(huán)節(jié)考核的積極性不高、重視程度不夠，導(dǎo)致考核制度不完善。集成電路工藝原理與實踐課程體系在不斷完善理論教學(xué)考核體系的同時，尤其注重實踐教學(xué)體系的改革。將教學(xué)實驗項目的實驗過程、工藝參數(shù)和器件性能等列為考核的過程。兼顧定性與定量相結(jié)合、過程與結(jié)果相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、考核與考評相結(jié)合的原則，不斷完善實踐教學(xué)的考核體系，形成以學(xué)生為中心的適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)和鼓勵探索的多元實踐教學(xué)考核體系。該體系能全面、準(zhǔn)確地反映學(xué)生的應(yīng)用能力和實際技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的提高。

3.教學(xué)團(tuán)隊構(gòu)建

根據(jù)集成電路工藝原理與實踐課程體系對高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，本教學(xué)團(tuán)隊秉承“以老帶新”的傳統(tǒng)，為青年教師配備老教授或資深教授作為指導(dǎo)教師。在日常教學(xué)過程中，由老教師對年輕教師進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)，負(fù)責(zé)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與授課經(jīng)驗的傳授。在老教師的“傳、幫、帶”和示范表率作用下，青年教師間互相聽課、交流教學(xué)心得，定期組織教學(xué)競賽，體現(xiàn)以人為本，強(qiáng)調(diào)德才兼?zhèn)洌瑺I造青年教師良好的教與學(xué)氛圍。同時，課程體系團(tuán)隊積極為任課教師創(chuàng)造條件，加大隊伍培養(yǎng)建設(shè)，鼓勵教師走出去，了解企業(yè)的運(yùn)作模式，提高自身的業(yè)務(wù)能力。目前，已有多位教師到企業(yè)參觀交流、參加各種業(yè)務(wù)能力培訓(xùn)，取得了多種職業(yè)資格認(rèn)證，教師的業(yè)務(wù)能力和水平得到大幅提升。

西安郵電大學(xué)經(jīng)過多年建設(shè)和培養(yǎng)，形成了一支結(jié)構(gòu)合理、師資雄厚的教學(xué)團(tuán)隊，具有高學(xué)歷化、年輕化和工程化的特點(diǎn)。本課程體系現(xiàn)擁有任課教師15名，其中具有博士學(xué)位的教師7名，副高以上職稱的教師8名，40歲以下的教師占課程組教師總數(shù)的60%，具有工程實踐經(jīng)驗的教師占課程組教師總數(shù)的40%。

4.實驗環(huán)境的優(yōu)化

實驗環(huán)境是實踐教學(xué)和科學(xué)研究的關(guān)鍵性場所。根據(jù)微電子科學(xué)與工程專業(yè)半導(dǎo)體工藝、集成電路兩大課程體系對人才培養(yǎng)的需要，微電子技術(shù)實驗教學(xué)中心下設(shè)微電子學(xué)實驗教學(xué)部和集成電路實驗教學(xué)部，共計占地約1300平方米。微電子學(xué)實驗教學(xué)部下設(shè)微電子學(xué)基礎(chǔ)實驗室、半導(dǎo)體工藝仿真實驗室、半導(dǎo)體工藝實驗室、微 / 納材料器件實驗室、材料器件分析實驗室。微電子學(xué)基礎(chǔ)實驗室，擁有霍爾效應(yīng)、高頻晶體管測試儀、四探針測試儀等常規(guī)設(shè)備，可實現(xiàn)微電子學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實驗。半導(dǎo)體工藝仿真實驗室，配置Silvaco、ISE和EDA等專業(yè)仿真軟件，可實現(xiàn)半導(dǎo)體器件工藝參數(shù)和性能的仿真。半導(dǎo)體工藝實驗室擁有雙管氧化擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、LP-CVD、離子束刻蝕機(jī)、磁控濺射臺、高溫快速退火和激光劃片等設(shè)備，可實現(xiàn)半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。微 / 納材料器件實驗室設(shè)計專業(yè)，配備排風(fēng)、有害氣體報警系統(tǒng)，擁有氣氛熱處理程控高溫爐、納米球磨機(jī)、高壓反應(yīng)釜等設(shè)備，可實現(xiàn)多種納米材料器件的制備。材料器件分析實驗室，擁有吉時利4200-SCS半導(dǎo)體特性分析系統(tǒng)、太陽能模擬器和化學(xué)工作站等設(shè)備，可完成新型材料器件的測試分析。

通過實踐教學(xué)資源配置、環(huán)境優(yōu)化，實現(xiàn)了實驗教學(xué)中心的整體規(guī)劃和布局;針對大型貴重精密設(shè)備配備專業(yè)操作人員，進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng);制定大型設(shè)備的操作流程和規(guī)范，保證實踐教學(xué)的順利實施。實驗平臺的建設(shè)，將為相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生和教師在實踐教學(xué)、科研方面搭建一個良好的學(xué)術(shù)平臺。

二、改革的特色和預(yù)期成果

（一）改革的特色

1.校內(nèi)實驗平臺的優(yōu)化

集成電路工藝原理與實踐課程體系的構(gòu)建，使專業(yè)培養(yǎng)方向定位更加明確、教學(xué)內(nèi)容更加明了。尤其是在教學(xué)形式上，從教學(xué)內(nèi)容整合、考核體系制定、教學(xué)團(tuán)隊形成和實驗環(huán)境優(yōu)化等進(jìn)行了多方位、多角度的改革探索。圍繞集成電路工藝原理、半導(dǎo)體器件模擬與仿真和半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)實踐教學(xué)內(nèi)容為主線，保證半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的基本規(guī)格和基本質(zhì)量要求;利用選修課實現(xiàn)學(xué)生專業(yè)個性化培養(yǎng)。通過合理設(shè)置理論課程與實踐課程比例、課內(nèi)課程與課外課程比例，可有效地控制教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性、機(jī)動性，推進(jìn)課程內(nèi)容的重組與融合。同時，引領(lǐng)學(xué)生獨(dú)立思考、主動探索，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高學(xué)生解決實際問題的能力。

2.校企合作實驗平臺的構(gòu)建

在校內(nèi)實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，微電子技術(shù)實驗教學(xué)中心先后與西安芯派電子科技有限公司、西安西谷微電子有限責(zé)任公司等微電子器件及測試公司建立了良好的交流合作關(guān)系。這些關(guān)系的建立，可使微電子科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生在校外公司，例如在西安芯派電子科技有限公司進(jìn)行半導(dǎo)體器件再流焊工藝的實習(xí)。校內(nèi)外互補(bǔ)的工藝實踐體系構(gòu)件，使學(xué)生不僅掌握集成電路工藝實踐基本知識和原理，更能夠掌握實際行業(yè)內(nèi)集成電路工藝中需要考慮的系列問題，從而培養(yǎng)了工程的思維方式。

（二）改革的預(yù)期成果

1.達(dá)到理論與實踐教學(xué)的有機(jī)融合

理論學(xué)習(xí)是知識傳遞過程，實踐則是知識吸收過程。實踐環(huán)節(jié)教學(xué)能鞏固、加深學(xué)生對課堂上所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能。集成電路工藝原理與實踐課程體系，將課程體系教學(xué)內(nèi)容按層次分為半導(dǎo)體工藝原理、器件模擬與仿真和半導(dǎo)體工藝實踐三個主要部分。通過半導(dǎo)體工藝原理的學(xué)習(xí)，掌握材料器件的基本參數(shù)、性能和制備方法;通過器件模擬與仿真，了解各種制備方法、工藝參數(shù)和器件性能之間的關(guān)系;通過半導(dǎo)體工藝實踐，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造性，從而有效地加深對理論知識的理解，鍛煉實際動手能力。通過理論和實踐的有機(jī)融合，可有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2.實現(xiàn)教學(xué)的開放性

集成電路工藝原理與實踐課程體系，在理論教學(xué)方面，打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限性，充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，開展互動學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。將傳統(tǒng)教學(xué)活動如批改作業(yè)、討論答疑和查閱資料等傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)上;開發(fā)試題庫，建設(shè)合理的測試系統(tǒng)。在實踐教學(xué)方面，將部分實踐教學(xué)環(huán)節(jié)以錄像的形式上傳到網(wǎng)站上供學(xué)生學(xué)習(xí)、參考，部分實驗室實行全天候的開放，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、管理。通過興趣小組、創(chuàng)新項目和開放性實驗等多種方式，形成團(tuán)隊教師定期指導(dǎo)、高年級學(xué)生指導(dǎo)低年級學(xué)生的滾動機(jī)制，激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐動手能力，為我校培養(yǎng)微電子技術(shù)領(lǐng)域高素質(zhì)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

根據(jù)西安郵電大學(xué)2014年微電子科學(xué)與工程專業(yè)新一輪培養(yǎng)方案的定位及社會發(fā)展對半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的客觀要求，本文提出集成電路工藝原理與實踐課程體系改革。本課程體系以半導(dǎo)體工藝原理、器件模擬與仿真和半導(dǎo)體工藝實踐為主線，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、修訂和完善，保證半導(dǎo)體人才培養(yǎng)的基本規(guī)格和質(zhì)量要求。根據(jù)現(xiàn)有實驗環(huán)境、實驗設(shè)備和優(yōu)勢資源，進(jìn)行資源優(yōu)化配置，完成微電子技術(shù)實驗教學(xué)中心的整體規(guī)劃布局。通過師資隊伍的建設(shè)、切實可行的實踐教學(xué)管理制度的制定，明確任課教師的職責(zé)，出臺實踐教學(xué)質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的時效性。通過上述諸要素的相互協(xié)調(diào)、配合，實現(xiàn)集成電路工藝原理與實踐課程體系“非加和性”的整體效應(yīng)，促進(jìn)微電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的提高。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 崔穎.高校課程體系的構(gòu)建研究[J].高教探索，2009（3）：88-90.

[2] 馬穎，范秋芳.美國高等教育管理體制對中國高等教育改革的啟示[J].中國石油大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2014（4）：105-108.

[3] 別敦榮，易夢春.中國高等教育發(fā)展的現(xiàn)實與政策應(yīng)對[J].清華大學(xué)教育研究，2014（1）：11-13.

[4] 王永利，史國棟，龔方紅.淺談工科大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J].中國高等教育，2010（19）：57-58.

半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】CDIO；半導(dǎo)體制造技術(shù)；課程改革；產(chǎn)業(yè)結(jié)合

一、工程教育（CDIO）模式

工程教育是我國高等教育的重要組成部分，在國家工業(yè)化信息化進(jìn)程中，對獨(dú)立完整門類齊全的工業(yè)體系的形成與發(fā)展，有著不可替代的作用。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是以Conceive、Design、Implement、Operate（即構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運(yùn)作）一系列從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的產(chǎn)業(yè)周期為載體，讓學(xué)生在理論和實踐間過渡，完成自主學(xué)習(xí)。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個典型的工科專業(yè)，工程性和實踐性非常強(qiáng)，希望通過課程學(xué)習(xí)使得學(xué)生具有以下工程核心能力：（1）具有運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)及工程知識的能力；（2）具有設(shè)計與開展實驗，分析與解釋數(shù)據(jù)的能力；（3）具有開展工程實踐所需技術(shù)、技巧及使用現(xiàn)代工具的能力；（4）具有設(shè)計工程系統(tǒng)、組件或工藝流程的能力；（5）具有項目管理、有效溝通、領(lǐng)域整合與團(tuán)隊合作的能力；（6）具有發(fā)掘、分析、應(yīng)用研究成果基于工程教育理念的《半導(dǎo)體制造技術(shù)》課程改革潘穎司煒裴雪丹及綜合解決復(fù)雜工程問題的能力；（7）培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣與能力；（8）具有基本工程倫理認(rèn)知，尊重多元觀點(diǎn)。

二、課程目標(biāo)與存在的問題

《制造》是面向高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門工程技術(shù)核心主干課程。本課程主要介紹半導(dǎo)體工藝流程、關(guān)鍵工藝步驟，以及相關(guān)領(lǐng)域的新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)，其目標(biāo)是培養(yǎng)掌握基礎(chǔ)理論，熟悉專業(yè)知識，了解技術(shù)前沿，拓展科技視野，并具有一定工藝設(shè)計、分析解決實際工藝問題的電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用型工程創(chuàng)新人才。隨著電子行業(yè)對半導(dǎo)體器件微型化、高頻率、大功率、可靠性等要求的提高，半導(dǎo)體科學(xué)近幾十年的迅猛發(fā)展，《制造》內(nèi)容也隨之不斷充實，內(nèi)容繁雜、綜合性強(qiáng)、與實際工藝結(jié)合緊密。在這樣的現(xiàn)實情況下，《制造》課程的教學(xué)難度越來越大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面（1）教學(xué)信息量大、課程學(xué)時有限，難以合理安排教學(xué)進(jìn)度；（2）工藝設(shè)備昂貴，課程實踐需求難以滿足；（3）理論知識抽象，與實際工業(yè)聯(lián)系不緊密，學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性難以提高；（4）課程考核形式單一，難以全面檢查教學(xué)成果。課程教學(xué)內(nèi)容、方法、考核等一系列問題的背后，根本原因是當(dāng)前《制造》課程的教學(xué)模式不盡合理，教學(xué)改革勢在必行。

三、課程建設(shè)思路

《制造》只有32學(xué)時，在有限的課時下，教師要指導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論，與實際工業(yè)生產(chǎn)流程相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性研究，幫助學(xué)生將課堂理論知識轉(zhuǎn)化為電路、版圖、工藝等設(shè)計能力?！吨圃臁穬?nèi)容繁雜，難度大，實踐實習(xí)難以充分實現(xiàn)，需要教師在教學(xué)過程中選擇貼合產(chǎn)業(yè)的教材，突出重要知識點(diǎn)，合理分配學(xué)時，緊盯產(chǎn)業(yè)發(fā)展和先進(jìn)工藝，更多的與產(chǎn)業(yè)實際融合，盡可能讓學(xué)生接觸實際制造過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果?！吨圃臁飞婕皩I(yè)知識面廣（材料、物理、器件、工藝），緊跟技術(shù)發(fā)展，用簡單的試卷理論考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果不夠全面，課程考核方面也要打破固有的試卷核，避免學(xué)生靠死記硬背來應(yīng)付考試，采用多元化的考察方式，考察學(xué)生的理論基礎(chǔ)掌握、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)隊協(xié)作能力。課外，要盡量給學(xué)生創(chuàng)造與產(chǎn)業(yè)接觸的機(jī)會。

四、《半導(dǎo)體制造技術(shù)》課程建設(shè)

1、教材選擇

《制造》與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密，所以我們目前選用電子工業(yè)出版社由MichaelQiurk編著的《半導(dǎo)體制造技術(shù)》，該教材的特點(diǎn)是：理論扎實，詳細(xì)介紹了半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件相關(guān)知識點(diǎn)；結(jié)合產(chǎn)業(yè)，突出實際工藝詳細(xì)介紹了芯片制造中的關(guān)鍵工藝——理論、生產(chǎn)過程、工藝設(shè)備、質(zhì)量分析等；緊隨發(fā)展，吸收介紹了深亞微米工藝下的先進(jìn)技術(shù)——槽隔離、平坦化、Cu互聯(lián)等；容易理解，深入淺出，附有大量工藝圖、設(shè)備圖、結(jié)構(gòu)圖，直觀形象。

2、教學(xué)內(nèi)容

《制造》課程學(xué)時有限，教師在教學(xué)過程中需要突出知識重點(diǎn)，授課過程中帶領(lǐng)學(xué)生著重學(xué)習(xí)重點(diǎn)章節(jié)——材料準(zhǔn)備、工藝流程、基本工藝操作、先進(jìn)技術(shù)，對于輔助章節(jié)——化學(xué)品、沾污、檢測可以采用簡單介紹、學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行講授?！吨圃臁废啾扔谄渌娮訉I(yè)基礎(chǔ)課程，最大的特點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，教材內(nèi)容更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，所以授課教師需要密切關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展，了解新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，讓學(xué)生的知識跟隨產(chǎn)業(yè)變化。

3、教學(xué)方法

課程教授過程中，希望增加學(xué)生的參與度和積極性，同時提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，所以采用傳統(tǒng)集中授課與小組作業(yè)相結(jié)合的模式。在集中授課過程中也要注意調(diào)動學(xué)生積極性，可以采用如下方式：（1）采用啟發(fā)式教學(xué)，以先導(dǎo)課程為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考；（2）采用問題式教學(xué)法，首先提出問題，分析問題的本質(zhì)，探討解決問題的思路，最后給出解決問題的方法。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力；（3）采用互動式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，注意調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加強(qiáng)教師和學(xué)生的眼神交流和語言交流；（4）妥善處理教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會逐步分解解決難點(diǎn)問題。

4、教學(xué)手段

傳統(tǒng)教學(xué)一般采用板書授課、作業(yè)考察的方式，展現(xiàn)方式死板，考察不全面，現(xiàn)在可以結(jié)合多媒體工具的演示多樣性，完成知識點(diǎn)與實際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的結(jié)合，利用圖像、動畫、視頻等展示和講解復(fù)雜的器件結(jié)構(gòu)和工藝過程，給以學(xué)生直觀、清楚的展示，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力。建設(shè)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，便于學(xué)生獲取最新學(xué)習(xí)資料，利于教師與學(xué)生之間的課后溝通，同時教師可觀察學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)度，適當(dāng)提醒。

5、考核模式

課程減少考試比重，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，同時增加團(tuán)隊大作業(yè)，鍛煉學(xué)生合作分工、解決問題的能力。

6、課程拓展

利用工藝流程仿真，以及校企合作平臺等方式驗證鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，增加學(xué)生與產(chǎn)業(yè)接觸。綜上所述，針對《制造》課程的特點(diǎn)以及現(xiàn)有的教學(xué)問題，筆者結(jié)合產(chǎn)業(yè)，采用工程教育思路進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)，與傳統(tǒng)模式的對比。

半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：微電子半導(dǎo)體制造封裝技術(shù)

中圖分類號：TN405文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2019）09（c）-0070-02

微電子技術(shù)作為當(dāng)今工業(yè)信息社會發(fā)展最快、最重要的技術(shù)之一，是電子信息產(chǎn)業(yè)的“心臟”。而微電子技術(shù)的重要標(biāo)志，正是半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的飛速進(jìn)步和發(fā)展。多年來，隨著我國對微電子技術(shù)的重視和積極布局投入，結(jié)合社會良好的創(chuàng)新發(fā)展氛圍，我國的微電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和進(jìn)步。目前我國自主制造的集成芯片在射頻通信、雷達(dá)電子、數(shù)字多媒體處理器中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。但總體來看，我國的核心集成電路基礎(chǔ)元器件的研發(fā)水平、制造能力等還和發(fā)展較早的發(fā)達(dá)國家存在一定差距，唯有繼續(xù)積極布局，完善創(chuàng)新體系，才能逐漸與世界先進(jìn)水平接軌。集成電路技術(shù)，主要包括電路設(shè)計、制造工藝、封裝檢測幾大技術(shù)體系，隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，制造和封裝技術(shù)已經(jīng)成為微電子產(chǎn)業(yè)的重要支柱。本文將對微電子技術(shù)的制造和封裝技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行簡要說明與研究。

1微電子制造技術(shù)

集成電路制造工藝主要可以分為材料工藝和半導(dǎo)體工藝。材料工藝包括各種圓片的制備，包括從單晶拉制到外延的多個工藝，傳統(tǒng)Si晶圓制造的主要工藝包括單晶拉制、切片、研磨拋光、外延生長等工序，而GaAs的全離子注入工藝所需要的是拋光好的單晶片（襯底片），不需要外延。半導(dǎo)體工藝總體可以概括為圖形制備、圖形轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散形成特征區(qū)等三大步。圖形制備是以光刻工藝為主，目前最具代表性的光刻工藝制程是28nm。圖形轉(zhuǎn)移是將光刻形成的圖形轉(zhuǎn)移到電路載體，如介質(zhì)、半導(dǎo)體和金屬中，以實現(xiàn)集成電路的電氣功能。注入或擴(kuò)散是通過引入外來雜質(zhì)，在半導(dǎo)體某些區(qū)域?qū)崿F(xiàn)有效摻雜，形成不同載流子類型或不同濃度分布的結(jié)構(gòu)和功能。

從歷史進(jìn)程來看，硅和鍺是最早被應(yīng)用于集成電路制造的半導(dǎo)體材料。隨著半導(dǎo)體材料和微電子制造技術(shù)的發(fā)展，以GaAs為代表的第二代半導(dǎo)體材料逐漸被廣泛應(yīng)用。直到現(xiàn)在第三代半導(dǎo)體材料GaN和SiC已經(jīng)憑借其大功率、寬禁帶等特性在迅速占據(jù)市場。在這三代半導(dǎo)體材料的迭展中，其特征尺寸逐漸由毫米縮小到當(dāng)前的14納米、7納米水平，而在當(dāng)前微電子制造技術(shù)的持續(xù)發(fā)展中，材料和設(shè)備正在成為制造能力提升的決定性因素，包括光刻設(shè)備、掩模制造技術(shù)設(shè)備和光刻膠材料技術(shù)等。材料的研發(fā)能力、設(shè)備制造和應(yīng)用能力的提升直接決定著當(dāng)下和未來微電子制造水平的提升。

總之，推動微電子制造技術(shù)發(fā)展的動力來自于應(yīng)用設(shè)計需求和其自身的發(fā)展需要。從長遠(yuǎn)看，新材料的出現(xiàn)帶來的優(yōu)越特性，是帶動微電子器件及其制造技術(shù)的提升的重要表現(xiàn)形式。較為典型的例子是GaN半導(dǎo)體材料及其器件的技術(shù)突破直接推動了藍(lán)光和白光LED的誕生，以及高頻大功率器件的迅速發(fā)展。作為微電子器件服務(wù)媒介，信息技術(shù)的發(fā)展需求依然是微電子制造技術(shù)發(fā)展的重要動力。信號的生成、存儲、傳輸和處理等在超高速、高頻、大容量等技術(shù)要求下飛速發(fā)展，也會持續(xù)推動微電子制造技術(shù)在加工技術(shù)、制造能力等方面相應(yīng)提升。微電子制造技術(shù)發(fā)展的第二個主要表現(xiàn)形式是自身能力的提升，其主要來自于制造設(shè)備技術(shù)、應(yīng)用能力的迅速發(fā)展和相應(yīng)配套服務(wù)材料技術(shù)的同步提升。

2微電子封裝技術(shù)

微電子封裝的技術(shù)種類很多，按照封裝引腳結(jié)構(gòu)不同可以分為通孔插裝式和表面安裝式。通常來說集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展可以分為三個階段：第一階段，20世紀(jì)70年代，當(dāng)時微電子封裝技術(shù)主要是以引腳插裝型封裝技術(shù)為主。第二階段，20世紀(jì)80年代，SMT技術(shù)逐漸走向成熟，表面安裝技術(shù)由于其可適應(yīng)更短引腳節(jié)距和高密度電路的特點(diǎn)逐漸取代引腳直插技術(shù)。第三階段，20世紀(jì)90年代，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展以及集成電路技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于微電子封裝技術(shù)的要求越來越高，促使出現(xiàn)了BGA、CSP、MCM等多種封裝技術(shù)。使引腳間距從過去的1.27mm、0.635mm到目前的0.5mm、0.4mm、0.3mm發(fā)展，封裝密度也越來越大，CSP的芯片尺寸與封裝尺寸之比已經(jīng)小于1.2。

目前，元器件尺寸已日益逼近極限。由于受制于設(shè)備能力、PCB設(shè)計和加工能力等限制，元器件尺寸已經(jīng)很難繼續(xù)縮小。但是在當(dāng)今信息時代，依然在持續(xù)對電子設(shè)備提出更輕薄、高性能的需求。在此動力下，依然推動著微電子封裝繼續(xù)向MCM、SIP、SOC封裝繼續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)IC封裝和板級電路組裝這兩個封裝層次的技術(shù)深度融合將是目前發(fā)展的重點(diǎn)方向。

芯片級互聯(lián)技術(shù)是電子封裝技術(shù)的核心和關(guān)鍵。無論是芯片裝連還是電子封裝技術(shù)都是在基板上進(jìn)行操作，因此這些都能夠運(yùn)用到互聯(lián)的微技術(shù)，微互聯(lián)技術(shù)是封裝技術(shù)的核心，現(xiàn)在的微互聯(lián)技術(shù)主要包含以下幾個：引線鍵合技術(shù)，是把半導(dǎo)體芯片與電子封裝的外部框架運(yùn)用一定的手段連接起來的技術(shù)，工藝成熟，易于返工，依然是目前應(yīng)用最廣泛的芯片互連技術(shù)；載體自動焊技術(shù)，載體自動焊技術(shù)可通過帶盤連續(xù)作業(yè)，用聚合物做成相應(yīng)的引腳，將相應(yīng)的晶片放入對應(yīng)的鍵合區(qū)，最后通過熱電極把全部的引線有序地鍵合到位置，載體自動焊技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是組裝密度高，可互連器件的引腳多，間距小，但設(shè)備投資大、生產(chǎn)線長、不易返工等特性限制了該技術(shù)的應(yīng)用。倒裝芯片技術(shù)是把芯片直接倒置放在相應(yīng)的基片上，焊區(qū)能夠放在芯片的任意地方，可大幅提高I/O數(shù)量，提高封裝密度。但凸點(diǎn)制作技術(shù)要求高、不能返工等問題也依然有待繼續(xù)研究，芯片倒裝技術(shù)是目前和未來最值得研究和應(yīng)用的芯片互連技術(shù)。

總之，微電子封裝技術(shù)經(jīng)歷了從通孔插裝式封裝、表面安裝式封裝、窄間距表面安裝焊球陣列封裝、芯片級封裝等發(fā)展階段。目前最廣泛使用的微電子封裝技術(shù)是表面安裝封裝和芯片尺寸封裝及其互連技術(shù)，隨著電子器件體積繼續(xù)縮小，I/O數(shù)量越來越多，引腳間距越來越密，安裝難度越來越大，同時，在此基礎(chǔ)上，以及高頻高密度電路廣泛應(yīng)用于航天及其他軍用電子，需要適應(yīng)的環(huán)境越來越苛刻，封裝技術(shù)的可靠性問題也被擺上了新的高度。

半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文第4篇

隨著半導(dǎo)體工藝的不斷提升，晶體管越來越小，其溝道長度也逐漸變小，漏電流成了棘手的難題，人們一度懷疑摩爾定律的有效性。然而，3D晶體管的出現(xiàn)，有效地解決了漏電流的問題，使晶體管的性能大大提升。前不久，Altera和Intel簽署協(xié)議將采用Intel的14nm3D晶體管（Intel稱三柵極技術(shù)）開發(fā)下一代高性能FPGA，從而使FPGA從目前的平面晶體管工藝進(jìn)入到三柵極的3D晶體管時代。

Altera公司國際市場部總監(jiān)李儉介紹，之所以采用三柵極這種全新的晶體管架構(gòu)，主要是基于三方面的好處。第一個是漏電流非常小，這主要是由于三柵極晶體管的接觸面非常大，從而有效解決了半導(dǎo)體工藝中的短管道效應(yīng)，降低漏電流；第二個好處是，同樣的能耗情況下，性能大大提升；第三個好處是，采用三柵極的技術(shù)，晶體管本身的尺寸非常小，從而使芯片的密度可以做到很高。李儉指出，與20nm制程下的FPGA相比，采用14nm三柵極技術(shù)后，F(xiàn)PGA的性能和容量將提升4-5倍。例如，在目前工藝下，由于功耗的原因，F(xiàn)PGA的工作頻率只能達(dá)到400MHz左右，而采用14nm三柵極技術(shù)后，將很容易達(dá)到1.3GHz。

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，由于對高性能和高集成度的追求，CPU和FPGA是最勇于嘗試新工藝，并不斷推動半導(dǎo)體新工藝制程發(fā)展的兩類產(chǎn)品。兩年前，Intel宣布在其22nm產(chǎn)品中引入三柵極技術(shù)設(shè)計，如今，基于22nm三柵極技術(shù)的CPU已經(jīng)量產(chǎn)，并出貨超過1億個。之所以選擇與Intel合作代工，是因為Altera的評估認(rèn)為“在多家代工企業(yè)的3D晶體管技術(shù)上，英特爾的技術(shù)在晶體管尺寸和量產(chǎn)時間上最具優(yōu)勢”，顯然，作為Intel的第二代三柵極技術(shù)，14nm工藝可以保證未來FPGA的性能和量產(chǎn)。另外，除了半導(dǎo)體工藝技術(shù)外，整體的生態(tài)系統(tǒng)也很重要，而Intel多年來一直致力于生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)，與多家合作伙伴在設(shè)計工具、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、封裝等方面展開合作，建成了完善的生態(tài)系統(tǒng)。李儉指出，這個完善的生態(tài)系統(tǒng)使得Altera跟Intel的合作能夠更好更快地順利地把下一代產(chǎn)品投放到市場。

其實，和Altera一樣，另一家FPGA公司Achronix也已采用Intel的三柵極技術(shù)設(shè)計FPGA，并且前不久剛剛推出了樣片，只不過該公司采用的是Intel的第一代22nm三柵極技術(shù)。據(jù)Achronix介紹，其采用Intel22nm三柵極技術(shù)制造的FPGA功耗是目前市場上同類器件的一半，它能幫助用戶的高帶寬解決方案降低一半成本。相比FPGA領(lǐng)導(dǎo)廠商Altera來說，Achronix只是一個小公司，在行業(yè)中還名不見經(jīng)傳，但是從這一大一小兩家公司的選擇可以看出，三柵極晶體管技術(shù)對于高性能FPGA將是主流選擇。

按照Altera的計劃，將在今年年底基于14nm三柵極技術(shù)的新產(chǎn)品詳細(xì)信息，新產(chǎn)品主要面向光通信、無線通信等需要超高性能FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域。

半導(dǎo)體工藝與技術(shù)范文第5篇

功率模塊焊接和連接的最新技術(shù)水平是空白的使用一一半導(dǎo)體底面與頂層基材和鋁（A）粗線互連的無鉛焊接工藝。由于設(shè)計靈活性大、實現(xiàn)自動化的程序簡單，鋁線綁定現(xiàn)在己成為頂層互連的首選。遺憾的是，由于眾所周知的生命周期局限的原因，鋁粗線焊接成了眾多設(shè)計的瓶頸。過去，利用燒結(jié)帶或編織帶提出了一些關(guān)于芯片頂層觸點(diǎn)的解決方案對于1C或存儲產(chǎn)品而言，作為粗金（Au）線的替代品，銅（Cu）線綁定具有較高的適配率。還強(qiáng)烈希望采用較大直徑的電線作為鋁線的替代品，并提出了此課題的有關(guān)事項PM。銅線綁定保持了當(dāng)前鋁線綁定法的設(shè)計靈活性和工藝靈活性，但是粗銅線要求頂層金屬化整體更加牢固，以防止功率半導(dǎo)體在粘合焊盤的作用下出現(xiàn)芯片裂紋和結(jié)構(gòu)損壞。很多功率半導(dǎo)體制造廠正在著手解決這一問題。本文提出的連接方法的主要優(yōu)勢之一是這種方法可使用粗銅線綁定，無需改變半導(dǎo)體頂層金屬化。因此，半導(dǎo)體制造廠可依靠現(xiàn)有的工藝技術(shù)和既定的金屬化，在前端和后端／封裝材料之間留出分隔線。于是，高可靠性功率模塊完全有可能實現(xiàn)較快的上市時間。銀燒結(jié)是一種成熟的功率半導(dǎo)體焊接和連接技術(shù)，｜｜J靠性很高，要求使用常見的金屬化表面。例如NiAu、Pd或Ag，這些表面都很常用，大多數(shù)制造廠有售。

2綁定和焊接技術(shù)

2．1低壓燒結(jié)。低壓燒結(jié)接受用于生產(chǎn)整流器功率模塊，采用這種技術(shù)，功率模塊質(zhì)量更好，熱工特性、機(jī)械特性和電氣特性優(yōu)良。燒結(jié)時需要在焊接件之間涂銀膏。燒結(jié)過程中，施加壓力產(chǎn)生一層密實的銀層，連接可靠。燒結(jié)過程中，當(dāng)銀膏中的銀顆粒和有機(jī)物促使擴(kuò)散力增加時，可減小施加的壓力。據(jù)報道，當(dāng)前的燒結(jié)工藝可在40MPa以下的壓力水平完成｜6im。減小壓力可生產(chǎn)不同規(guī)格的模塊，從而增加設(shè)計靈活性，便于利用批量生產(chǎn)技術(shù)。2．2粗銅線綁定。銅線綁定是電力電子產(chǎn)品總成的大電流互連最看好的技術(shù)之一。與鋁線綁定相比，銅線綁定布局靈活性高、質(zhì)量過程成熟，正因為這兩條原因，加快了銅線綁定的研發(fā)。與鋁材相比，電線粘合互連采用銅質(zhì)材料，有兩大好處：（1）電流能力增加37％：（2）銅的熱傳導(dǎo)率好（比鋁的熱傳導(dǎo)率高達(dá)80％）。2．3丹佛斯粘合緩沖板技術(shù)（DBB）。丹佛斯粘合緩沖板技術(shù)（DBB）由燒結(jié)在金屬半導(dǎo)體頂層金屬化表面上的薄銅箔組成，如圖1所示。此外，替換半導(dǎo)體底面接口與DBC基體的凸點(diǎn)瓦連時，也可采用相同的燒結(jié)技術(shù)。圖1燒結(jié)DBB銀和銅線綁定熱堆棧的橫截面設(shè)計DBB吋，其尺寸要保證熱機(jī)械優(yōu)化，以減小由于CTE不匹配而引起的機(jī)械應(yīng)力。除了銅線綁定期間可吸收能量和保護(hù)晶片的特性外，DBB還具有很多熱特性和電氣特性優(yōu)勢。采用DBB后，半導(dǎo)體內(nèi)出現(xiàn)均勻的電流密度分配。由于豎向電流流動得到改善，無需在半導(dǎo)體上采用針腳式粘合。此部分將進(jìn)一步介紹標(biāo)準(zhǔn)整流器模塊和第2部分所述方法制成的相同模塊之間的直接比較結(jié)果。

3結(jié)果

3．1熱模擬。為了證明新封裝技術(shù)的性能，我們使用熱模擬軟件FlowEFD，對不同的設(shè)計方案進(jìn)行了研宄。為了便于對結(jié)果進(jìn)行比較，所有方案都采用相同的條件。圖2顯示的是FEM模擬的邊界條件。圖2第一糢擬部分和第二糢擬部分的邊界條件DBB的附加熱能力對Zth曲線有積極影響，W為它能儲存短熱能脈沖。圖3所示的是不同變型（VI？V5）不同時間（l〇ms、100ms、1000ms）的熱阻抗。在燒結(jié)的DBB變型（V5）中，10ms的Zth比標(biāo)準(zhǔn)焊機(jī)技術(shù)（VI）低大于22％。另外，DBB的熱能力對Rth沒有負(fù)面影響，因為它未在熱源（晶片）和熱沉之間的傳熱路徑上。3．2可靠性。從以前的標(biāo)準(zhǔn)焊接模塊、燒結(jié)模塊和編織帶模塊試驗中得出比較數(shù)據(jù)W。功申循環(huán)結(jié)果如閣4所示。丹佛斯標(biāo)準(zhǔn)整流器模塊約有40000個循環(huán)，而采川鋁線的燒結(jié)模塊約有70000個循環(huán)。DBB模塊至少有600000個循環(huán)，比丹佛斯標(biāo)準(zhǔn)模塊好約15倍，比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)好約60倍mi。

4結(jié)論

引入丹佛斯焊接緩沖板（DBB）技術(shù)，可采用粗銅線綁定，完全與可靠性高的銀燒結(jié)工藝兼容。結(jié)果是功率模塊整體十分牢固，耐久性是同類標(biāo)準(zhǔn)模塊的至少15倍，是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的60倍。使用丹佛斯焊接緩沖板，半導(dǎo)體采用粗銅線綁定后，現(xiàn)在可制作出新一代功率模塊，其主要益處如下：（1）芯片上可綁定粗銅線。（2）增加Zth的附加熱能力，而不增加Rth。（3）銅線采用特別的冷卻方式，生命周期更長或電流密度更大。（4）硅片和DBC基體之間采用燒結(jié)技術(shù)，可延長使用壽命。（5）適用于所有常見的芯片頂層金屬化。采用新技術(shù)，還可縮短上市時間，最大好處是對現(xiàn)有已成熟并值得信賴的制造方式的影響很小。