目前微電子專業(yè)得到廣泛重視，我國從戰(zhàn)略高度將其確定為優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。無論軍用還是民用方面都對微電子尤其是集成電路方向人才需求旺盛，這在發(fā)展集成電路方面是難得的機(jī)遇，同時(shí)也面臨挑戰(zhàn)。這也致使高校學(xué)生過于偏重集成電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，忽視工藝方面的研究，導(dǎo)致學(xué)生對集成電路實(shí)際工藝偏差對所設(shè)計(jì)的器件影響理解不夠深入，很難設(shè)計(jì)出性能*的半導(dǎo)體器件以及集成電路。開展本科生半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)，成為半導(dǎo)體以及微電子學(xué)科的必然要求。本文將從工藝實(shí)習(xí)的必要性、如何開展工藝實(shí)習(xí)等方面探討在實(shí)踐教學(xué)中的微電子專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方法。
1 開展微電子專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐的必要性
實(shí)踐教學(xué)對于大多數(shù)工科課程都具有十分重要的作用，微電子學(xué)是基于半導(dǎo)體工藝的工程技術(shù)學(xué)科，直到21世紀(jì)*年，半導(dǎo)體器件發(fā)展基本遵循摩爾定律，加工技術(shù)突飛猛進(jìn)。尤其是集成電路課程相對于其他學(xué)科更加偏重于對微米甚至納米級物理效應(yīng)的研究，知識體系復(fù)雜，學(xué)生理解和掌握的難度較高。由于本學(xué)科自身的抽象特性，導(dǎo)致學(xué)生很難在電路設(shè)計(jì)中理解由于工藝和半導(dǎo)體晶體特性產(chǎn)生的對所設(shè)計(jì)器件的極限性能的影響，學(xué)生設(shè)計(jì)出的電路往往達(dá)不到預(yù)想的性能，甚至在功能上都難以保證。此外，由于集成電路設(shè)計(jì)工作可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)利益，致使我國半導(dǎo)體工藝研究明顯滯后于集成電路或半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)研究工作，通過工藝實(shí)踐可以使學(xué)生充分理解和掌握半導(dǎo)體工藝特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體器件原理研究的興趣，促進(jìn)學(xué)生將來從事半導(dǎo)體工藝物理方面的研究，改善我國微電子行業(yè)發(fā)展不平衡的狀態(tài)。后，實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)可以有效的彌補(bǔ)理論教學(xué)的抽象性局限，能夠減少學(xué)生的知識盲點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)習(xí)成績的提高。
2 如何開展微電子工藝實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)
結(jié)合微電子專業(yè)學(xué)習(xí)特點(diǎn)，開展微電子工藝實(shí)踐教學(xué)，務(wù)必做到實(shí)踐課程有理論支撐、與理論相關(guān)聯(lián)，促進(jìn)理論知識理解，從學(xué)生興趣出發(fā)，建立健全實(shí)驗(yàn)、工藝實(shí)習(xí)所需儀器設(shè)備，提高學(xué)生對工藝實(shí)習(xí)的積極性，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目的和激發(fā)學(xué)生從事相關(guān)科研、生產(chǎn)工作的熱情。為更好地開展微電子工藝實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)，有必要從以下幾個(gè)方面開展工作。
2.1 合理的實(shí)習(xí)內(nèi)容構(gòu)建
微電子工藝實(shí)習(xí)是半導(dǎo)體物理、集成電路以及MEMS設(shè)計(jì)等課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，該實(shí)習(xí)課程主要內(nèi)容應(yīng)該按照以上相關(guān)課程需要開設(shè)。結(jié)合半導(dǎo)體工藝特點(diǎn)設(shè)置適合高校開展的實(shí)習(xí)內(nèi)容。由于半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)線特別昂貴，國內(nèi)高校很少有獨(dú)立半導(dǎo)體生產(chǎn)線，哈爾濱工業(yè)大學(xué)以本科教學(xué)為目的建設(shè)的一條集成電路生產(chǎn)線，包含清洗、擴(kuò)散、光刻、蒸鍍、燒結(jié)、壓焊以及封裝等設(shè)備，能夠完整實(shí)現(xiàn)簡單集成電路生產(chǎn)，使同學(xué)們在學(xué)校就能夠了解和學(xué)習(xí)集成電路生產(chǎn)的全過程。同時(shí)，為了配合半導(dǎo)體工藝實(shí)習(xí)，實(shí)驗(yàn)室配備了集成電路工藝生產(chǎn)中的中測、成測環(huán)節(jié)所必須的顯微鏡、電阻率探針測試臺、半導(dǎo)體特性圖示儀等鏡檢和測試儀器，開展了靜電鍵合實(shí)驗(yàn)、四探針法電阻率測試實(shí)驗(yàn)以及三極管特性測試實(shí)驗(yàn)等與工藝生產(chǎn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)課程，進(jìn)一步加深學(xué)生對半導(dǎo)體工藝的了解。實(shí)踐證明，以上實(shí)習(xí)內(nèi)容對學(xué)生的知識掌握和開拓視野起到十分重要的作用，*。
2.2 面向應(yīng)用的教學(xué)方法與教學(xué)模式
哈爾濱工業(yè)大學(xué)是以工科為主的大學(xué)，其教育目標(biāo)就是培養(yǎng)工程應(yīng)用人才，尤其是微電子技術(shù)學(xué)科工程應(yīng)用背景更加突出。在工藝實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)該自始至終貫徹該教學(xué)要求，做到培養(yǎng)有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和熟練實(shí)際動(dòng)手能力的新型技術(shù)人才。在教學(xué)方法上采用學(xué)—做—想—創(chuàng)的新理念，首先有教師結(jié)合理論課知識，講解如何通過工藝生產(chǎn)得到集成電路和其它半導(dǎo)體器件，輔助視頻教程理解實(shí)際半導(dǎo)體生產(chǎn)流程，使得學(xué)生能夠從觀察、學(xué)習(xí)入門，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)了解真正生產(chǎn)時(shí)需要注意的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、操作要求以及安全注意事項(xiàng)。其次，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行工藝生產(chǎn)步驟，由于學(xué)生數(shù)量較多，可以采用分步驟責(zé)任分工的形式，保證每個(gè)學(xué)生都能親自參與其中，對于其他學(xué)生負(fù)責(zé)的部分以觀察為主。對于加工出的器件進(jìn)行實(shí)際測試，思考工藝流程中有哪些操作會(huì)給器件性能造成影響，做到能夠分析原因、能夠有針對性提出改進(jìn)方法的要求。后就是能夠提出有創(chuàng)造性和建設(shè)性的意見，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)芯片，在能夠滿足加工要求的情況下盡可能多的提供流片機(jī)會(huì)，這樣能夠提高學(xué)生的成就感，促使其今后能夠更加勝任所從事的半導(dǎo)體技術(shù)工作。
2.3 通過實(shí)踐教學(xué)拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)、就業(yè)方向
微電子學(xué)科是具有較強(qiáng)理論基礎(chǔ)的應(yīng)用型學(xué)科，而集成電路已經(jīng)成為眾多行業(yè)的基礎(chǔ)，需求量十分巨大。而大學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)很難了解今后工作需求。借助生產(chǎn)實(shí)習(xí)課以進(jìn)一步加深學(xué)生對所從事行業(yè)的認(rèn)識。該校學(xué)生在實(shí)習(xí)期間，基本的要求是設(shè)計(jì)并加工出一只雙極性三極管，測試其性能參數(shù)與設(shè)計(jì)值之間的差距，這樣既能使學(xué)生掌握半導(dǎo)體器件基本理論，又能通過大數(shù)據(jù)分析，完善工藝參數(shù)。通過學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造和分析，為后續(xù)集成電路設(shè)計(jì)課程奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)縱向拓展。實(shí)習(xí)期間，教師帶領(lǐng)學(xué)生去周邊晶體管廠和研究所實(shí)地參觀半導(dǎo)體生產(chǎn)加工，了解本行業(yè)工作環(huán)境、社會(huì)需求以及工資待遇等學(xué)生們關(guān)心的問題，橫向拓展學(xué)生對本行業(yè)的了解。通過以上過程，學(xué)生對所學(xué)習(xí)的知識和從事的工作會(huì)有更加深入的了解，有助于學(xué)生根據(jù)自身?xiàng)l件規(guī)劃后續(xù)學(xué)習(xí)、研究方向。
2.4 提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)與實(shí)踐平臺
通過開展大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)生自主設(shè)計(jì)研發(fā)實(shí)驗(yàn)儀器項(xiàng)目，為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，學(xué)生通過以上比較有代表性的實(shí)踐創(chuàng)新平臺參與實(shí)踐學(xué)習(xí)，既加深了學(xué)生對知識的理解，又鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。尤其對于微電子專業(yè)而言，其理論性的實(shí)驗(yàn)證明往往都是具有*的行業(yè)特點(diǎn)，市面上很難購買到能夠支持微電子相關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)儀器設(shè)備。為了解決這一問題，開展學(xué)生自主研發(fā)方式開發(fā)儀器設(shè)備，對學(xué)生的微電子理論知識掌握程度要求明顯要高于書本所學(xué)內(nèi)容，同時(shí)要求對電路、機(jī)械、計(jì)算機(jī)以及通信等知識的全面掌握，才能完成相關(guān)課題研究，從而使學(xué)生在實(shí)踐中得到學(xué)習(xí)。
3 結(jié)語
本文通過對微電子專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方式、專業(yè)知識以及就業(yè)的分析，探討了實(shí)踐教學(xué)在微電子專業(yè)的重要性和必要性，從實(shí)踐體系構(gòu)建、實(shí)踐內(nèi)容安排、教育教學(xué)方法、知識拓寬與就業(yè)分析以及實(shí)踐平臺建設(shè)等方面，提出了加強(qiáng)微電子專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)的方法。實(shí)踐證明，通過有效的實(shí)踐學(xué)習(xí)安排，能夠促進(jìn)學(xué)生對微電子知識的掌握和對所從事的微電子行業(yè)的認(rèn)知，從而達(dá)到培養(yǎng)微電子人才的目的。