《集成电路工艺》理论教学与实践改革探讨
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作者: 刘欢 王健 李金凤
摘 要： 作者结合教学实践，指出在《集成电路工艺》课程教学中教师应合理取舍内容，改革教学方式，精心选择教学内容，多方位构建教学平台，注重创新能力培养，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，从而培养二十一世纪所需的专业技术人才。
关键词： 《集成电路工艺》 教学方法 实践改革
1.引言
21世纪是科技飞速发展的世纪，集成电路制造业是一项战略性的基础产业，《集成电路工艺》是电子科学与技术专业重要的专业课，其目的是使学生学习和掌握VLSI的主要工艺技术与原理，熟悉工艺设备的特点，培养工艺设计及解决工艺问题的能力。课程具有实践性很强、理论与实践结合紧密的特点，为学生以后进行工程设计和科研工作打下良好基础。本课程的目的是使学生对微电子关键工艺及其原理有较为完整和系统的概念，并具有一定工艺设计、分析和解决工艺问题的能力。结合多年教学工作实际，我提出了几点教学改革设想［１］［２］。
2.教学内容的选取
2.1教材的选取。
本课程首选教材是《硅集成电路工艺》。该书有三个优点：一是内容全面丰富。不仅详细介绍了芯片制造中的各项关键工艺，而且介绍了支持这些工艺的设备，以及每一道工艺的质量检测和故障排除。二是工艺技术先进。该书吸收了当今最发达技术资料，如化学机械抛光、浅槽隔离等工艺，因此本教材是一本很全面、很先进和可读性非常强的专业书籍。
2.2教学内容的选取。
本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程32学时，而教材内容章节很多，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如教材中的4―6章主要介绍半导体制造中的空穴及缺陷等内容，要舍弃，可供学生课后自己阅读。另一方面，查阅相关资料，对教材内容做必要的补充。由于教材侧重技术介绍，在工艺原理方面涉及甚少，作为电子科学技术专业的本科生，有必要掌握关键工艺的物理基础和原理，因此任课老师需要广泛查阅相关资料，对教材内容做必要的、有益的补充。如离子注入掺杂工艺，选用的教材仅作为一节简单介绍，其基础和原理更是少之又少，必须找出相应详细的介绍。再者，氧化过程中杂质的再分布对器件特性影响是不容忽视的，工艺过程需要考虑，也需要做相应补充，《集成电路工艺基础》中这部分内容有较大价值［３］。
3.丰富多彩的教学方式
3.1多媒体教学，事半功倍。
多媒体教学方式如今已广泛使用，在本课程教学中使用多媒体教学符合教学内容特点的要求，因为有大量的工艺流程和工艺实施后的硅片剖面图，只有通过多媒体才能使学生有直观、清楚的认识。教材中提供了大量结构剖面图和设备图，如果完全靠老师板书，教学内容和效果将不易理解，而采用多媒体教学则能达到事半功倍的效果。
3.2教学互动，让学生走上讲台。
教学互动非常重要。学生对动态和前沿比较感兴趣，易激发其求知欲，抓住学生这一特点，可以给学生布置几个与集成电路工艺动态和前沿相关的题目，让学生课后查阅、整理资料，写成专题小论文，还可开设专题小论坛，每一专题请一位有兴趣的同学制作课件在课堂上给大家讲解。这种方式将课堂时间和空间进行延伸，使学生由课堂被动听讲变为课后主动学习、消化。这样一方面能培养学生通过网络学习工艺知识的习惯，并在不断查阅资料中积累、丰富了专业知识。另一方面能锻炼学生走上讲台“准教师”的思维能力和语言表达能力。
3.3加强实验教学，理论用于实践。
在教学过程中，要坚持理论和实践相结合的原则。建议开设最基本的半导体平面工艺实验，如氧化、扩散、离子注入、光刻沉积。实验要求每组学生用抛光硅片，通过氧化、光刻、等工序制备晶体管，是一个典型的综合性、研究型实验。通过实验教学，学生既能培养动手能力，又能掌握科学的分析问题的方法，加深对半导体平面工艺技术和原理的理解，激发学习兴趣。本课程在大学三年级下学期开设。
3.4将专家学者请进高校课堂。
我们充分利用与国内外高等院校和科研单位进行研究合作与学术交流的同时，在专业课授课过程中，还邀请有一定知名度的专家学者来我校作专题学术报告。由于他们长期从事某一领域的科学研究，十分熟悉该领域的最新发展趋势，因此可以系统地将这些信息传递给学生。这样做不仅大大扩充了学生的知识面，提高了他们的思维能力，而且进一步激发了他们的专业课学习热情和强烈的进取心。近五年来，我们先后邀请包括中科院半导体等单位多名专家为我校的客座教授或兼职教授，分别做了关于微电子方面的多场专题学术报告，均受到了广大教师与学生的一致好评。
4.结语
《集成电路工艺》是电子科学与技术专业本科生的一门重要的专业课程，本课程的目的是使学生掌握集成电路制造工艺和基本原理。学生专业知识和能力的获取，一方面是通过将理论应用于实验来验证和强化，另一方面通过理论课学习获得。通过开发多媒体教学软件，精心选择优秀教材、及时更新教学内容、开设综合性实验、布置设计性作业、安排专题报告、改革考核方式等环节，提高课程教学质量，培养具有创新能力、满足21世纪所需的专业技术人才。
参考文献：
［1］王阳元，关旭东，马俊如.集成电路工艺基础［M］.北京：高等教育出版社，1991.
［2］解光军.微电子学专业教学内容及教学方式改革的探讨［J］.合肥工业大学学报：社会科学版，2002，16，（6）：22-24.
［3］罗小蓉，张波，李肇基.《微电子工艺》的理论教学与学生实践能力培养［J］.实验科学与技术，2007，5，（1）：77-79.
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