關于高校微電子器件教學研究論文
一、引言
微電子器件課程是一門以實踐教學為主，以半導體基本理論和器件工藝知識為向導，以培養學生的實踐創新能力和科學研究能力為目標的課程，是電子工程專業的重要內容[1]。它以微小型電子器件和各種傳感器的設計、制作和測試為載體，培養學生的實踐工程能力，使學生獲得微納器件制備工藝的基礎知識，了解微納器件的生產過程，并初步具備開發新型微納米半導體器件的能力[2]。隨著微納米加工和檢測技術的不斷進步，新材料、新器件層出不窮。然而，由于微納電子器件和傳感器的制造和加工設備價格昂貴，國內擁有供科研和教學用的實驗平臺極其有限[3]。對于絕大多數的高校而言，傳統的教學內容和教學模式與新形勢下以培養學生的創新能力和工程實踐能力為目標的教學要求之間的矛盾日益突出。本文以蘇州科技學院的實際情況出發，發揮地域優勢，通過跟中科院蘇州納米所的實踐教學合作，探索出了一條具有開發微電子新產品、新技術和新工藝的應用型人才培養模式。
本文以電子科學與技術專業核心課程“微電子器件”教學實踐為研究對象，針對本校電子工藝教學中存在的問題就該教學內容、教學方法和考核方式進行了探討。
二、本校微電子器件教學中存在的問題
微電子技術的發展日新月異，對微電子人才的要求不斷提升，2013蘇州科技學院院電子信息工程專業被遴選為江蘇省“十二五”高等學校重點專業和江蘇省卓越工程師培養計劃試點專業，自立項以來，學院始終堅持以“重點專業建設”為主線，堅持以創新理念思路為先導，以推進學生優質就業為導向，以提高人才培養質量為目標，加強專業建設。在各個方面有了極大的進步，形成了鮮明的特色，但在實踐中仍存在一些問題，主要有如下幾方面：
1.經費的不足，實驗設備缺乏。由于微納器件加工和制造設備價格昂貴，實驗環境要求苛刻，加之經費嚴重短缺，教學設備和實驗儀器得不到及時的補充和更新，微電子器件教學只能停留在理論教學階段，而對于電子工藝教學只能借助企業和科研院所進行短期參觀和實習教學，學生沒有機會親自動手，無法深入理解所學的理論知識，嚴重影響教育和教學質量。
2.考核方式單一。單一的以卷面考試為核心，不能充分體現學生的實踐能力、創新意識和綜合素質。因此，本課程對學生的考核，以強調理論與實踐的有機結合，校內與校外的結合。其中理論考試占學生總成績的40%，實踐考核占60%，理論考試由本校組織，實踐考試由中科院蘇州納米所組織。真正做到有理論、有實踐，最終考核以實踐為主，組成雙方參加的教學團隊完成教授內容。
3.教學內容陳舊。授課內容依然局限于半導體基礎知識、基本理論、基本方程、PN結、二極管、雙極性晶體管與絕緣柵場效應晶體管的基本工作原理，以及二極管和三極管的小信號模型等，而對于真正的微電子工藝介紹則僅限于概念性的介紹，授課內容理論性太強、知識點過于抽象。隨著MEMS加工技術的快速發展，超大規模集成電路、新型太陽能電池、陀螺儀、加速度計等新產品發展迅猛，傳統的焊接訓練、組裝收音機、萬用表等簡單的電子產品越來越跟不上電子元器件和電子工業的飛速發展。以授課為主的傳統教學模式已無法充分調動學生的學習興趣和積極性，更無法鍛煉學生的創新能力和實踐能力，微電子器件教學應以生為本，以授為輔，向以培養學生的綜合應用能力和創新實踐能力的綜合訓練模式過渡。
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摘 要：三、以生為本的高校微電子器件教學研究 1.強化參觀-理論-實踐相結合的教學模式。教師帶領學生參觀校外實習基地。中科院蘇州納米所的加工平臺擁有電子束曝光機、透射電子顯微鏡、光刻機、倒裝焊機等重大儀器設備，為
關鍵詞：微電子論文
三、以生為本的高校微電子器件教學研究
1.強化參觀-理論-實踐相結合的教學模式。教師帶領學生參觀校外實習基地。中科院蘇州納米所的加工平臺擁有電子束曝光機、透射電子顯微鏡、光刻機、倒裝焊機等重大儀器設備，為各研究部項目的實施提供工藝條件和測試服務。同時也是一個公共的服務平臺，具有廣泛的服務對象，包括其他研究院所、全國各地大學和企業。參觀這樣的科研機構，能使同學全面了解本行業國內外發展的概況及先進的設備和工藝水平。在操作人員、技術人員和管理人員的講解和交流中，學到更多的實踐知識。
在實際操作教學環節上，對學生進行微電子器件加工綜合培訓，主要內容有：(1)理論學習：學習納米加工平臺的管理規定、行為規范以及安全知識等;(2)參觀學習：通過學習納米加工平臺超凈間知識講解，實地參觀介紹超凈間的布局、環境，設備儀器的工作原理等;(3)實踐考核：將學生劃分為小組，每組不超過8人，參與研究所提供的微項目研究，每個微項目都包括一些基本的器件制備工藝，從硅片的清洗、光刻、刻蝕、鍍膜、裂片到最后的封裝測試。最終通過實驗和理論相結合的形式對學生進行考核和測評。
通過微項目的實施，大大提高了學生的實踐能力和創新能力[4]。使同學們感悟到，在微電子器件生產過程中，任何一個條件、一個參數甚至一個小小的失誤都有可能導致流片過程的失敗，從而使同學們樹立正確、嚴謹的科學態度。通過參觀學習與講解指導相結合，動手實踐與課堂學習相結合，學習到更多的寶貴經驗和實踐知識，極大地調動了學生的積極性，激發了學生的創作激情[5]。
2.完善考核辦法。完善有效的考核方案，精減理論內容考核，把動手能力和綜合分析問題的能力及創新能力作為主要考核內容。強調理論(40%)與實踐(60%)的有機結合，校內與校外的結合，組成雙方參加的教學團隊完成考核內容，此種方法促進了學生對實踐技能培養的重視和學習質量的提高。
3.優化教學內容。教學內容的設計是決定教學效果和課程建設優劣的先決條件，它決定了培養目標的實現與否。將傳統的重理論、輕實踐的教學內容和要求調整為重實踐和輕理論。將微電子器件工藝課程內容分為理論教學(弱化)和實踐教學(強化)兩個模塊進行施教：
(1)了解微電子器件的基本原理，主要包括：半導體器件基礎知識、能帶理論、PN結以及MOS管的工作原理等內容。這部分內容介紹了集成電路制造的基礎知識，闡述了集成電路制造工藝的物理基礎和基本原理，鋪平了學生探索之路，為實踐工作奠定了理論基礎。
(2)掌握先進的微納加工技術，主要包括：硅片的加工、摻雜技術、刻蝕技術、鍍膜技術以及封裝技術。這部分內容屬于重點學習和掌握的內容。其中，摻雜技術包括離子注入技術和擴散技術，刻蝕技術包括光刻、干法刻蝕和濕法刻蝕技術，鍍膜技術包括氧化、物理氣相沉積、化學氣相沉積、原子層沉積以及電鍍技術，封裝技術包括引線焊接技術、倒裝焊技術以及TSV技術。而對于各章的單項工藝，如介紹光刻工藝工藝時，應強調光刻工藝的原理、光刻的步驟(八步)、光刻膠的類型(正向光刻膠和負向光刻膠)及特性、光刻的方式(接觸式、接近式等)及各種方式的優缺點、影響光刻分辨率和對比度的因素等內容。這部分內容幾乎涉及到半導體光電器件制備的所有流程，是培養學生實踐能力和綜合素質的重要環節。
4.多媒體輔助教學方式。運用多媒體技術輔助教學能使學生看到圖文并茂、視聽一體的交互式集成信息。筆者從教學實踐出發，從多年的器件加工工作中積累了大量的視頻資料和各種現場加工圖片，在講述工藝制備過程時，除了用實際生產過程中采集到的多幅圖像外，還通過動畫詳細介紹了設備的內部結構、工作原理以及展示工藝設備的外形，同時利用EntaurusTCAD軟件模擬工藝設備的工作過程及工作原理。如圖1為甩膠工藝示意圖;圖2為課件中采用的光刻機工作原理。所用的圖片均使CorelDRAW軟件手工制作。一些較復雜的工藝采用視頻錄像的方式來展示，如圖3所示為筆者在實驗過程中錄制的噴膠工藝視頻錄像，通過視頻展現主要操作步驟和設備的關鍵結構。
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