工程教育理念的半导体制造技术改革(共2981字).doc

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1、工程教育理念的半导体制造技术改革(共2981字)工程教育理念的半导体制造技术改革 【摘要】半导体科学是一门近几十年迅猛发展起来的重要新兴学科，是计算机、通讯技术、电子技术、雷达、自动化技术等信息科学的基础。半导体制造是半导体工业的重要分支，是集成电路产业的基础。【关键词】CDIO；半导体制造技术；课程改革；产业结合一、工程教育（CDIO）模式工程教育是我国高等教育的重要组成部分，在国家工业化信息化进程中，对独立完整门类齐全的工业体系的形成与发展，有着不可替代的作用。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是以Conceive、Design、Implement、Operate（即

2、构思、设计、实现、运作）一系列从产品研发到产品运行的产业周期为载体，让学生在理论和实践间过渡，完成自主学习。电子科学与技术专业是一个典型的工科专业，工程性和实践性非常强，希望通过课程学习使得学生具有以下工程核心能力：（1）具有运用数学、自然科学及工程知识的能力；（2）具有设计与开展实验，分析与解释数据的能力；（3）具有开展工程实践所需技术、技巧及使用现代工具的能力；（4）具有设计工程系统、组件或工艺流程的能力；（5）具有项目管理、有效沟通、领域整合与团队合作的能力；（6）具有发掘、分析、应用研究成果基于工程教育理念的半导体制造技术课程改革潘颖司炜裴雪丹及综合解决复杂工程问题的能力；（7）培养终

3、身学习的习惯与能力；（8）具有基本工程伦理认知，尊重多元观点。二、课程目标与存在的问题制造是面向高校电子科学与技术专业的一门工程技术核心主干课程。本课程主要介绍半导体工艺流程、关键工艺步骤，以及相关领域的新工艺、新设备、新技术，其目标是培养掌握基础理论，熟悉专业知识，了解技术前沿，拓展科技视野，并具有一定工艺设计、分析解决实际工艺问题的电子科学与技术领域应用型工程创新人才。随着电子行业对半导体器件微型化、高频率、大功率、可靠性等要求的提高，半导体科学近几十年的迅猛发展，制造内容也随之不断充实，内容繁杂、综合性强、与实际工艺结合紧密。在这样的现实情况下，制造课程的教学难度越来越大，主要体现在以下

4、几个方面（1）教学信息量大、课程学时有限，难以合理安排教学进度；（2）工艺设备昂贵，课程实践需求难以满足；（3）理论知识抽象，与实际工业联系不紧密，学生的积极性和创造性难以提高；（4）课程考核形式单一，难以全面检查教学成果。课程教学内容、方法、考核等一系列问题的背后，根本原因是当前制造课程的教学模式不尽合理，教学改革势在必行。三、课程建设思路制造只有32学时，在有限的课时下，教师要指导学生掌握基础理论，与实际工业生产流程相结合，引导学生进行创新性研究，帮助学生将课堂理论知识转化为电路、版图、工艺等设计能力。制造内容繁杂，难度大，实践实习难以充分实现，需要教师在教学过程中选择贴合产业的教材，突出

5、重要知识点，合理分配学时，紧盯产业发展和先进工艺，更多的与产业实际融合，尽可能让学生接触实际制造过程，激发学生学习兴趣，提高学习效果。制造涉及专业知识面广（材料、物理、器件、工艺），紧跟技术发展，用简单的试卷理论考核学生的学习成果不够全面，课程考核方面也要打破固有的试卷核，避免学生靠死记硬背来应付考试，采用多元化的考察方式，考察学生的理论基础掌握、创新思维能力、团队协作能力。课外，要尽量给学生创造与产业接触的机会。四、半导体制造技术课程建设1、教材选择制造与产业结合紧密，所以我们目前选用电子工业出版社由MichaelQiurk编著的半导体制造技术，该教材的特点是：理论扎实，详细介绍了半导体材料

6、、半导体物理、半导体器件相关知识点；结合产业，突出实际工艺详细介绍了芯片制造中的关键工艺理论、生产过程、工艺设备、质量分析等；紧随发展，吸收介绍了深亚微米工艺下的先进技术槽隔离、平坦化、Cu互联等；容易理解，深入浅出，附有大量工艺图、设备图、结构图，直观形象。2、教学内容制造课程学时有限，教师在教学过程中需要突出知识重点，授课过程中带领学生着重学习重点章节材料准备、工艺流程、基本工艺操作、先进技术，对于辅助章节化学品、沾污、检测可以采用简单介绍、学生课后自主学习的方式进行讲授。制造相比于其他电子专业基础课程，最大的特点是产业发展迅速，教材内容更新速度远远落后，所以授课教师需要密切关注产业发展，

7、了解新工艺、新技术、新设备，让学生的知识跟随产业变化。3、教学方法课程教授过程中，希望增加学生的参与度和积极性，同时提高学生的团队协作能力，所以采用传统集中授课与小组作业相结合的模式。在集中授课过程中也要注意调动学生积极性，可以采用如下方式：（1）采用启发式教学，以先导课程为基础，引导学生积极思考；（2）采用问题式教学法，首先提出问题，分析问题的本质，探讨解决问题的思路，最后给出解决问题的方法。培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；（3）采用互动式教学法进行教学，注意调动学生学习的积极性，加强教师和学生的眼神交流和语言交流；（4）妥善处理教学中的重点和难点，引导学生学会逐步分解解决难点问

8、题。4、教学手段传统教学一般采用板书授课、作业考察的方式，展现方式死板，考察不全面，现在可以结合多媒体工具的演示多样性，完成知识点与实际产业应用的结合，利用图像、动画、视频等展示和讲解复杂的器件结构和工艺过程，给以学生直观、清楚的展示，提高学生学习兴趣，引导学生的工程创新能力。建设课程网络教学平台，便于学生获取最新学习资料，利于教师与学生之间的课后沟通，同时教师可观察学生自主学习进度，适当提醒。5、考核模式课程减少考试比重，关注学生的学习过程，同时增加团队大作业，锻炼学生合作分工、解决问题的能力。6、课程拓展利用工艺流程仿真，以及校企合作平台等方式验证巩固课堂学习内容，增加学生与产业接触。综上所述，针对制造课程的特点以及现有的教学问题，笔者结合产业，采用工程教育思路进行教学改进，与传统模式的对比。五、结语在工程专业认证的指导思路下，本校电子科学与技术专业课程与产业结合，开启工程教育（CDIO）模式改革。经过三届的课程改革实践，制造课程的教学突破了传统理论“填鸭式”的教学方式，结合问题教学、互动学习、网络教学、产业结合等新型教学模式。从教学成果看，学生反映课堂生动有趣，学生学习积极性大大提高，团队合作、工程解决问题能力有所提高，达到了改革预期。第 5 页 共 5 页