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微電子實(shí)踐探索論文
微電子技術(shù)是建立在以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件上的技術(shù)，是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和支柱，是世紀(jì)發(fā)展最活躍和技術(shù)增長(zhǎng)最快的高新科技。微電子產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是世界各國(guó)及地區(qū)經(jīng)濟(jì)科技競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，也是聚集創(chuàng)新要素和投人資源最多的領(lǐng)域。
1微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)的重要性
(1)課程體系建設(shè)的需求。作為承擔(dān)工程實(shí)踐教學(xué)的工程訓(xùn)練中心，我們從“學(xué)以致用”的人才培養(yǎng)理念出發(fā)，形成了服務(wù)于全校學(xué)生的以能力培養(yǎng)為核心，融合知識(shí)、能力、素質(zhì)為一體，基于分層次、多模塊、重集成的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)的課程是機(jī)電工程綜合課程體系的主要組成部分，它由工程認(rèn)識(shí)、工程訓(xùn)練、工程綜合創(chuàng)新幾個(gè)層次的教學(xué)內(nèi)容所組成。
(2)綜合能力培養(yǎng)的需求。工程訓(xùn)練教學(xué)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、技術(shù)應(yīng)用能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，而微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)是實(shí)踐性教學(xué)的重要課程之一，在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，微電子技術(shù)具有極強(qiáng)的滲透性和廣闊的發(fā)展前景:4,相關(guān)模塊的訓(xùn)練可提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
(3)校企順利接軌的需求。微電子技術(shù)相關(guān)企業(yè)對(duì)環(huán)境要求非常高，通常很難大批學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)參觀，且為了防止企業(yè)核心技術(shù)泄密，一般實(shí)習(xí)也是走馬觀花，或者在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室用一些基本實(shí)驗(yàn)來代替5。工程訓(xùn)練中心以社會(huì)需求為向?qū)�，以�?shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線?7，建設(shè)微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，具有獨(dú)特的實(shí)踐教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，有利于校企順利接軌，為卓越工程師培養(yǎng)提供了有力保障。
2建設(shè)目標(biāo)
微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要面向理工科專業(yè)學(xué)生，是一個(gè)特色鮮明的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，也是產(chǎn)學(xué)研一體化的重要體現(xiàn)。它基于半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)室，按照企業(yè)超凈車間標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建微電子工藝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，凈化等級(jí)達(dá)到萬級(jí)。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的定位目標(biāo)是，培養(yǎng)學(xué)生較高的了程素質(zhì)、較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手實(shí)踐能力。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)既可以滿足一般性工程認(rèn)識(shí)工程訓(xùn)練課程教學(xué)模塊的需要，又可以滿足學(xué)生完成半導(dǎo)體物理專業(yè)課程相關(guān)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和更高層次的創(chuàng)新性項(xiàng)目需要。
3平臺(tái)構(gòu)成實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
主要由：緩沖區(qū)、更衣室、風(fēng)淋間、實(shí)訓(xùn)教學(xué)區(qū)、曝光區(qū)、氣體間等區(qū)域構(gòu)成，如圖1所示。和頭發(fā))污染，進(jìn)人實(shí)訓(xùn)教學(xué)區(qū)域內(nèi)的所有人員需更換防塵服，佩戴口罩和手套防塵服采用不掉毛、防靜電的纖維制成，可穿在日常衣服的外面。
(3)風(fēng)淋間。為了減少由于人員、原料物進(jìn)出所帶來的大量塵埃粒子，經(jīng)高效過濾器過濾后的潔凈氣流由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各個(gè)方向噴射至人體、原料物上，有效而迅速清除塵埃粒子。
(4)實(shí)訓(xùn)教學(xué)區(qū)。為了提高實(shí)踐教學(xué)的效果，該區(qū)配備了多媒體教學(xué)設(shè)備可同時(shí)進(jìn)行理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。
(5)曝光區(qū)。針對(duì)實(shí)訓(xùn)過程有特殊要求的T.藝步驟，設(shè)置了黃色光源的曝光區(qū)，可進(jìn)行光刻、勻膠等。
(6)氣體間。為保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)K域安全，對(duì)實(shí)訓(xùn)過程中吋能使用的氣體進(jìn)行單獨(dú)存放。氣體配有氮?dú)�、氧氣、氨氣、硅烷等�?/p>
4功能分區(qū)
在器件及工藝方面，配備了氧化擴(kuò)散爐、光刻機(jī)、勻膠機(jī)、刻濁機(jī)、純水機(jī)及烘箱等設(shè)備，W]于半導(dǎo)體材料的氧化、擴(kuò)散、光刻、刻蝕等;在材料制備及參數(shù)測(cè)試方面，配備了四探針測(cè)試儀、CVD管式爐、磁控濺射沉積系統(tǒng)、真空鍍膜機(jī)、退火爐、等離子化學(xué)氣相沉積臺(tái)等設(shè)備，用于方塊電阻、電阻率、膜厚測(cè)試等。
(1)氧化擴(kuò)散爐。半導(dǎo)體生產(chǎn)前「.序的重要工藝設(shè)備之一，用于大規(guī)模集成電路、分立器件、光電器件和光導(dǎo)纖維等行業(yè)的擴(kuò)散、氧化、退火、合金及燒結(jié)等T.藝。本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)內(nèi)采用的足水平擴(kuò)散爐，有三個(gè)丁藝爐管，控制系統(tǒng)采用的是日本島：
(2)光刻機(jī)。又名紫外曝光機(jī)，用于制作圖形工藝，將掩模版的圖形轉(zhuǎn)移到表面勻膠的硅片上，或?qū)⑵骷㈦娐方Y(jié)構(gòu)臨時(shí)“復(fù)制”到硅片上。
(3)勾膠機(jī)半導(dǎo)體材料制備的基礎(chǔ)工藝設(shè)備之一，用于在半導(dǎo)體材料表面均勻涂抹膠液即在高速旋轉(zhuǎn)的基片L，滴注各類膠液，利離心力使滴在基片上的膠液均勻地涂擬在基片上，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速及時(shí)間控制膠液的厚度。
(4)刻蝕機(jī)刻蝕工藝的主要設(shè)備之一，用于半導(dǎo)體材料表面有選擇地把沒有被抗蝕劑掩蔽的那一部分薄膜層除去，從Ifli'在薄膜上得到和抗?jié)釀┠ど贤耆恢碌膱D形。本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)采丨H濕法刻蝕機(jī)，用稀釋的氫氟酸、液體氧化鈉進(jìn)行實(shí)踐操作。
(5)純水機(jī)制備實(shí)驗(yàn)室純水的設(shè)備，采用多級(jí)濾芯進(jìn)行水質(zhì)凈化處理，不添加化學(xué)物質(zhì)的過濾、吸附、反滲透等物理方法本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的純水機(jī)制備的水質(zhì)達(dá)15兆歐，符合電子行業(yè)生產(chǎn)所需超純水水質(zhì)要求。(6)磁控濺射沉積系統(tǒng)。制模工藝的主要設(shè)備之一，是利用磁場(chǎng)與電場(chǎng)交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場(chǎng)作用下撞向靶面從而濺射出靶材，最終沉積在半導(dǎo)體材料表面，形成薄膜。本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)采用磁控濺射沉積系統(tǒng)。
(7)真空鍍膜機(jī)。制模工藝的主要設(shè)備之一，是利用加熱使靶材表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來，最終沉積在半導(dǎo)體材料表面，形成薄膜。
(8)等離子化學(xué)氣相沉積臺(tái)。制模工藝的主要設(shè)備之一，是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，在基片上沉積所期望的薄膜本實(shí)訓(xùn)平臺(tái)內(nèi)主要配備氮?dú)�、氧氣、硅烷等氣體，主要制備氮化硅薄膜。
5教學(xué)運(yùn)行
目前，微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程主要涵蓋了三個(gè)層次，有步驟地、系統(tǒng)地、全面地提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。
(丨)工程意識(shí)的培養(yǎng)。初步獲得微電子生產(chǎn)制造工藝的基礎(chǔ)知識(shí)，了解生產(chǎn)過程和最新技術(shù)，初步接觸微電子專業(yè)設(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，制作過程和運(yùn)行方式。該層次實(shí)訓(xùn)課程主要以工程背景認(rèn)識(shí)、環(huán)境設(shè)備介紹為主，培養(yǎng)學(xué)生建立責(zé)任、質(zhì)fl、安全、創(chuàng)新、群體、社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)等工程意識(shí)和程素質(zhì)。
(2)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。主要讓學(xué)生了解整個(gè)工藝流程，做若干獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，熟悉相關(guān)儀器設(shè)備的操作。該層次實(shí)訓(xùn)課程主要是在教師示范的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過觀察，模仿操作，獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐技能。
(3)綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。主要讓學(xué)生面對(duì)工程實(shí)際問題，自行確定目標(biāo)方案，設(shè)計(jì)產(chǎn)品參數(shù)，整理制作結(jié)果并進(jìn)行調(diào)試分析，提交分析報(bào)告，該層次實(shí)訓(xùn)課程主要以擴(kuò)充理論教學(xué)為基礎(chǔ)，使學(xué)生綜合利叫專業(yè)知識(shí)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立操作和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合能力。
6共建共用，資源共享
實(shí)訓(xùn)平臺(tái)作為實(shí)踐教學(xué)和科研創(chuàng)新場(chǎng)所，投入大，技術(shù)要求高，我們通過充分論證和協(xié)商建設(shè)完成。我們與相關(guān)學(xué)院開展項(xiàng)目共建、資源共用、利益共享，充分利用了教學(xué)環(huán)境，避免了儀器設(shè)備的重復(fù)購(gòu)置，提高了設(shè)備的使用效率。目前，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)一方面與學(xué)院合作開設(shè)相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程?，另一方面，獨(dú)立開設(shè)微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程，并在進(jìn)一步完善的基礎(chǔ)上，尋求與企業(yè)的廣泛合作。
為了充分發(fā)揮平臺(tái)的作用，我們努力建設(shè)“雙師型”的教師隊(duì)伍，確保教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，我們按照生產(chǎn)車間的要求和標(biāo)準(zhǔn)制定了詳細(xì)的管理制度和操作規(guī)程，實(shí)行準(zhǔn)企業(yè)化管理。
7實(shí)施效果
通過程實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式的實(shí)踐探索，課程教學(xué)順利推進(jìn)。目前，微電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)每學(xué)期共承擔(dān)兩門課程240學(xué)時(shí)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，并對(duì)學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練開放。課程的滿意度達(dá)98%以上。通過實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以熟悉集成電路圖案轉(zhuǎn)移、光刻和硅熱氧化等技術(shù)工藝，并完成半導(dǎo)體二極管、晶體三極管和簡(jiǎn)易太陽能電池等元器件的制作與測(cè)試，使學(xué)生身臨其境地體驗(yàn)企業(yè)生產(chǎn)氛圍，解決了企業(yè)直接承擔(dān)課程的閑難和矛盾，使理論與實(shí)踐得到充分結(jié)合，效果顯著。
8結(jié)語
未來建設(shè)過程中還將圍繞實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建立多元化學(xué)習(xí)機(jī)制、實(shí)行全方位開放使用，緊密圍繞CDIO教育理念，深人研究實(shí)踐教學(xué)模式，大力培養(yǎng)適應(yīng)職業(yè)崗位需求的高技能應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
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