《微电子工艺学》教学及学生应用能力培养探讨

田甜

【摘要】本文将从教学内容的选取、多元的教学方式、学生应用能力培养三大方面展开探究分析，从而促进课程教学模式的更新，培养出更多高素质的应用型人才。

【关键词】微电子工艺 教学 应用能力 更新

【基金项目】本文由上海应用技术大学《微电子工艺学》校企合作课程建设项目（编号：3911XQ180001）、上海市属高校应用型本科试点专业建设项目（编号： 4521ZK170015003）资助。

【中图分类号】TN405-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）04-0036-02

引言

纵观人类文明发展的历程，不难发现人类生活水平的提高和生活方式的转变与科技发展有着密切的联系。而在现今社会，微电子工艺成为了炙手可热的新技术，被广泛应用于电子器件、集成电路的设计与开发等方面，影响着人类文明未来的走向。在前不久的中美贸易战之中，我国的微电子产业就遭受到了美国方面的技术压制，同时也暴露了我国微电子产业当前所存在的问题，为解决这一问题国家将在未来投入更多的人力物力资源，培养更多的专业人才，扭转我国微电子行业当前的不利地位。所以，现今对于微电子工艺的学习有着更高的要求，学生必须具有一定的集成电路工艺设计和分析能力，以及在制作安装和测试中具有必要的知识和技能，但当前社会未出现培养此类应用型人才的标准化培养模式。并且，电子工艺学课程教学理念和教学模式过度滞后，导致其教学品质不高。因此，如何提升当前的教学水平和培养学生的应用能力，成为了各大院校微电子工艺学课程的首要任务。

1.教学内容的选取

1.1教材选取

在微电子产业中，半导体领域的发展总是瞬息万变的。同时，随着社会经济的不断发展，半导体领域对于技术的要求愈发提高，而原有的技术认知和教材内容显得格格不入，迫切需要变革。因此，我们以《半导体器件制造工艺》为教材，主要应用于培养材料物理专业的学生，力图通过对此书的学习将最高端最先进的科技理论传授给学生，提高学生的综合素质，促进学生今后的专业发展。

1.2教学内容选取

依据所选取的教材，本门课程将主要向学生教授电路制造的基础原理，半导体制造工艺的物理原理和基本概念，以及创新型的微电子工艺学技术几个方面的内容。另外，由于课程内容难点较多，课时紧张，教师需要制定合理的教学计划，以保证正常的教学进度和课程教授内容的完整性，如在教授过程中针对半导体单项工艺中的氧化、扩散或集成电路生产流程进行重点讲授，对于“固体物理”、“半导体物理”等部分则可以简要说明。再者，对现今的教材中少有涉及的离子注入的原理以及氧化过程中杂质对器件特性的影响也要及时加以补充说明。除此之外，教师还需要在课堂之外对相关专业知识进行广泛的了解，加强对自身专业知识的积累。

2.多元的教学方式

2.1巧用多媒体

在过去，教师仅靠板书进行课堂教学，无论是教学内容还是教学效果都会大大受损。而现今在将多媒体教学手段投入使用后这一情况有了明显的转变。多媒体教学既改变了传统课堂中教师“满堂灌”的单一教学方式，也满足了当今《微电子工艺学》课程的教学需要，能够把抽象理论化为具象实物，把大量的工艺流程和工艺实施后的Si片面剖面图展示给学生，让学生能够在课堂清晰直观地了解到微电子工艺的流程，激发学生学习积极性。最终起到事半功倍的理想成效，有助于教师引导学生对本课程进一步的学习和探究。

2.2理论与实践相结合

本课程是一门重视理论与实践相结合的课程，仅凭借多媒体教学无法实现提高学生实际操作水平的目的。因此，在课堂教学的过程中还应该进行实物的展示以及现场实验的操作，并且将课程内容与生活实际联系起来，例如讲到去离子水的时候就要联系到纯净水，讲到硅片时就要出示实物。在现场进行详细说明等等。此外，还可以进行校企合作，邀请企业中相关的一线的技术导师到校内给学生提供有针对性的操作指导。最终，让学生对所学知识有更加深刻的理解和体会。

2.3师生互动

任何科学技术的发展前进，都离不开相关知识技术的交流和碰撞。因此，在课堂之上，教师可抓住学生的好奇心和求知欲，激发他们表达自身想法的意愿，同时设置与微电子工艺课程相关的问题，让学生分组进行讨论，并在课后通过查阅资料写成小论文在课堂上进行成果交流展示。这样一方面可增强学生合作探究和语言表达的能力，提升自信心；也能让学生处于教学的主体地位，增强学生学习兴趣和注意力；另一方面，教师也能在學生进行成果交流的过程中发现自身教学中的不足并及时改进，最终实现师生双赢的目的。

2.4变革考核方式

当前的课程考核模式以书面考核测试为主，这一考核机制导致了部分学生缺乏自主创新能力，只会通过死记硬背应付考试，属于所谓的高分低能的“优秀人才”。因此，为改变当前这一考核模式，应降低学生卷面成绩在期末测试中所占的比例，把学生的实际操作能力放在考核的首位。此外，还可以采取多元化的考核方式，比如将课程最终成绩分为平时成绩和期末测试成绩两大部分，在平时的成果交流展示中鼓励学生多进行课堂发言，并对此进行加分鼓励。

3.注重对学生应用能力的培养

3.1工艺模拟教学系统

众所周知，对于应用型人才的培养绝不能仅使用纸上谈兵的教学方式。因此，为使学生对微电子工艺学有更加系统全面的认识，购买一套工艺模拟教学系统是十分必要的。该系统不仅能够让学生身临其境了解氧化、扩散等技艺的模拟操作，对于学生实际操作技能的提高更是锦上添花，是培养学生应用能力的重要方法之一。

3.2工艺仿真软件

在培养学生应用能力的过程中，可利用ISC TCAD和Tsupreme4两大工艺仿真软件在教学中进行仿真实验，或是对各类器件进行设计等等。这不仅丰富了工艺实验教学的内容，也能够让学生明确了解半导体工艺的操作流程，在利用这两个软件开展科技小制作的同时也在一定程度上满足了学生亲手设计并制作出成品的小愿望，使学生不由自主地产生“学”能“致用”的感受，对提高学生动手能力和创新能力有着不可估量的影响。

3.3进一步加强校企合作

对应用型人才的培育不能够止步于学校之中，更应该让学生走出校门去寻求更多的实践机会，提升学生个人操作技能，而良好有效的校企合作刚好可以满足这一要求。学校可以在学生进入大三学习阶段时允许部分优秀学生参与相关科研课题，或者是在条件允许的情况下不定期组织大三学生进入到企业生产的一线基地进行实地考察，了解半导体的整个生产流程，熟悉生产技艺，巩固自身所学的理论知识，初步掌握半导体的设计方法和流程，并且根据自己的实际情况规划好个人未来职业发展的方向。

结语

《微电子工艺学》是材料物理本科专业的重要课程之一，对推动我国半导体领域发展有深远意义。它的发展不是一蹴而就的，一方面，其需要学校和教师精心挑选教材，整合教学内容，改变陈旧的教学模式和考核机制；另一方面，还需要社会企业提供相关的技术支持，唯有这样双管齐下，才能够实现提高课程教学水平的目标，培养出满足时代的要求且具有较高创新力的应用型人才。

参考文献：

[1]李书艳，赵旺，刘超.“微电子工艺”课堂教学方法的改革[J].教育教学论坛，2016（49）.

[2]王蔚，田丽，付强. 微电子工艺课/实验/生产实习的整合研究[J].中国现代教育装备，2012（23）.