《微電子工藝學(xué)》教學(xué)及學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)探討

田甜

【摘要】本文將從教學(xué)內(nèi)容的選取、多元的教學(xué)方式、學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)三大方面展開探究分析，從而促進(jìn)課程教學(xué)模式的更新，培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

【關(guān)鍵詞】微電子工藝 教學(xué) 應(yīng)用能力 更新

【基金項目】本文由上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)《微電子工藝學(xué)》校企合作課程建設(shè)項目（編號：3911XQ180001）、上海市屬高校應(yīng)用型本科試點專業(yè)建設(shè)項目（編號： 4521ZK170015003）資助。

【中圖分類號】TN405-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）04-0036-02

引言

縱觀人類文明發(fā)展的歷程，不難發(fā)現(xiàn)人類生活水平的提高和生活方式的轉(zhuǎn)變與科技發(fā)展有著密切的聯(lián)系。而在現(xiàn)今社會，微電子工藝成為了炙手可熱的新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于電子器件、集成電路的設(shè)計與開發(fā)等方面，影響著人類文明未來的走向。在前不久的中美貿(mào)易戰(zhàn)之中，我國的微電子產(chǎn)業(yè)就遭受到了美國方面的技術(shù)壓制，同時也暴露了我國微電子產(chǎn)業(yè)當(dāng)前所存在的問題，為解決這一問題國家將在未來投入更多的人力物力資源，培養(yǎng)更多的專業(yè)人才，扭轉(zhuǎn)我國微電子行業(yè)當(dāng)前的不利地位。所以，現(xiàn)今對于微電子工藝的學(xué)習(xí)有著更高的要求，學(xué)生必須具有一定的集成電路工藝設(shè)計和分析能力，以及在制作安裝和測試中具有必要的知識和技能，但當(dāng)前社會未出現(xiàn)培養(yǎng)此類應(yīng)用型人才的標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)模式。并且，電子工藝學(xué)課程教學(xué)理念和教學(xué)模式過度滯后，導(dǎo)致其教學(xué)品質(zhì)不高。因此，如何提升當(dāng)前的教學(xué)水平和培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，成為了各大院校微電子工藝學(xué)課程的首要任務(wù)。

1.教學(xué)內(nèi)容的選取

1.1教材選取

在微電子產(chǎn)業(yè)中，半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展總是瞬息萬變的。同時，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)τ诩夹g(shù)的要求愈發(fā)提高，而原有的技術(shù)認(rèn)知和教材內(nèi)容顯得格格不入，迫切需要變革。因此，我們以《半導(dǎo)體器件制造工藝》為教材，主要應(yīng)用于培養(yǎng)材料物理專業(yè)的學(xué)生，力圖通過對此書的學(xué)習(xí)將最高端最先進(jìn)的科技理論傳授給學(xué)生，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生今后的專業(yè)發(fā)展。

1.2教學(xué)內(nèi)容選取

依據(jù)所選取的教材，本門課程將主要向?qū)W生教授電路制造的基礎(chǔ)原理，半導(dǎo)體制造工藝的物理原理和基本概念，以及創(chuàng)新型的微電子工藝學(xué)技術(shù)幾個方面的內(nèi)容。另外，由于課程內(nèi)容難點較多，課時緊張，教師需要制定合理的教學(xué)計劃，以保證正常的教學(xué)進(jìn)度和課程教授內(nèi)容的完整性，如在教授過程中針對半導(dǎo)體單項工藝中的氧化、擴散或集成電路生產(chǎn)流程進(jìn)行重點講授，對于“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”等部分則可以簡要說明。再者，對現(xiàn)今的教材中少有涉及的離子注入的原理以及氧化過程中雜質(zhì)對器件特性的影響也要及時加以補充說明。除此之外，教師還需要在課堂之外對相關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行廣泛的了解，加強對自身專業(yè)知識的積累。

2.多元的教學(xué)方式

2.1巧用多媒體

在過去，教師僅靠板書進(jìn)行課堂教學(xué)，無論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)效果都會大大受損。而現(xiàn)今在將多媒體教學(xué)手段投入使用后這一情況有了明顯的轉(zhuǎn)變。多媒體教學(xué)既改變了傳統(tǒng)課堂中教師“滿堂灌”的單一教學(xué)方式，也滿足了當(dāng)今《微電子工藝學(xué)》課程的教學(xué)需要，能夠把抽象理論化為具象實物，把大量的工藝流程和工藝實施后的Si片面剖面圖展示給學(xué)生，讓學(xué)生能夠在課堂清晰直觀地了解到微電子工藝的流程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。最終起到事半功倍的理想成效，有助于教師引導(dǎo)學(xué)生對本課程進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和探究。

2.2理論與實踐相結(jié)合

本課程是一門重視理論與實踐相結(jié)合的課程，僅憑借多媒體教學(xué)無法實現(xiàn)提高學(xué)生實際操作水平的目的。因此，在課堂教學(xué)的過程中還應(yīng)該進(jìn)行實物的展示以及現(xiàn)場實驗的操作，并且將課程內(nèi)容與生活實際聯(lián)系起來，例如講到去離子水的時候就要聯(lián)系到純凈水，講到硅片時就要出示實物。在現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)說明等等。此外，還可以進(jìn)行校企合作，邀請企業(yè)中相關(guān)的一線的技術(shù)導(dǎo)師到校內(nèi)給學(xué)生提供有針對性的操作指導(dǎo)。最終，讓學(xué)生對所學(xué)知識有更加深刻的理解和體會。

2.3師生互動

任何科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前進(jìn)，都離不開相關(guān)知識技術(shù)的交流和碰撞。因此，在課堂之上，教師可抓住學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)他們表達(dá)自身想法的意愿，同時設(shè)置與微電子工藝課程相關(guān)的問題，讓學(xué)生分組進(jìn)行討論，并在課后通過查閱資料寫成小論文在課堂上進(jìn)行成果交流展示。這樣一方面可增強學(xué)生合作探究和語言表達(dá)的能力，提升自信心；也能讓學(xué)生處于教學(xué)的主體地位，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和注意力；另一方面，教師也能在學(xué)生進(jìn)行成果交流的過程中發(fā)現(xiàn)自身教學(xué)中的不足并及時改進(jìn)，最終實現(xiàn)師生雙贏的目的。

2.4變革考核方式

當(dāng)前的課程考核模式以書面考核測試為主，這一考核機制導(dǎo)致了部分學(xué)生缺乏自主創(chuàng)新能力，只會通過死記硬背應(yīng)付考試，屬于所謂的高分低能的“優(yōu)秀人才”。因此，為改變當(dāng)前這一考核模式，應(yīng)降低學(xué)生卷面成績在期末測試中所占的比例，把學(xué)生的實際操作能力放在考核的首位。此外，還可以采取多元化的考核方式，比如將課程最終成績分為平時成績和期末測試成績兩大部分，在平時的成果交流展示中鼓勵學(xué)生多進(jìn)行課堂發(fā)言，并對此進(jìn)行加分鼓勵。

3.注重對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)

3.1工藝模擬教學(xué)系統(tǒng)

眾所周知，對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)絕不能僅使用紙上談兵的教學(xué)方式。因此，為使學(xué)生對微電子工藝學(xué)有更加系統(tǒng)全面的認(rèn)識，購買一套工藝模擬教學(xué)系統(tǒng)是十分必要的。該系統(tǒng)不僅能夠讓學(xué)生身臨其境了解氧化、擴散等技藝的模擬操作，對于學(xué)生實際操作技能的提高更是錦上添花，是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的重要方法之一。

3.2工藝仿真軟件

在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的過程中，可利用ISC TCAD和Tsupreme4兩大工藝仿真軟件在教學(xué)中進(jìn)行仿真實驗，或是對各類器件進(jìn)行設(shè)計等等。這不僅豐富了工藝實驗教學(xué)的內(nèi)容，也能夠讓學(xué)生明確了解半導(dǎo)體工藝的操作流程，在利用這兩個軟件開展科技小制作的同時也在一定程度上滿足了學(xué)生親手設(shè)計并制作出成品的小愿望，使學(xué)生不由自主地產(chǎn)生“學(xué)”能“致用”的感受，對提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力有著不可估量的影響。

3.3進(jìn)一步加強校企合作

對應(yīng)用型人才的培育不能夠止步于學(xué)校之中，更應(yīng)該讓學(xué)生走出校門去尋求更多的實踐機會，提升學(xué)生個人操作技能，而良好有效的校企合作剛好可以滿足這一要求。學(xué)?？梢栽趯W(xué)生進(jìn)入大三學(xué)習(xí)階段時允許部分優(yōu)秀學(xué)生參與相關(guān)科研課題，或者是在條件允許的情況下不定期組織大三學(xué)生進(jìn)入到企業(yè)生產(chǎn)的一線基地進(jìn)行實地考察，了解半導(dǎo)體的整個生產(chǎn)流程，熟悉生產(chǎn)技藝，鞏固自身所學(xué)的理論知識，初步掌握半導(dǎo)體的設(shè)計方法和流程，并且根據(jù)自己的實際情況規(guī)劃好個人未來職業(yè)發(fā)展的方向。

結(jié)語

《微電子工藝學(xué)》是材料物理本科專業(yè)的重要課程之一，對推動我國半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展有深遠(yuǎn)意義。它的發(fā)展不是一蹴而就的，一方面，其需要學(xué)校和教師精心挑選教材，整合教學(xué)內(nèi)容，改變陳舊的教學(xué)模式和考核機制；另一方面，還需要社會企業(yè)提供相關(guān)的技術(shù)支持，唯有這樣雙管齊下，才能夠?qū)崿F(xiàn)提高課程教學(xué)水平的目標(biāo)，培養(yǎng)出滿足時代的要求且具有較高創(chuàng)新力的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]李書艷，趙旺，劉超.“微電子工藝”課堂教學(xué)方法的改革[J].教育教學(xué)論壇，2016（49）.

[2]王蔚，田麗，付強. 微電子工藝課/實驗/生產(chǎn)實習(xí)的整合研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012（23）.