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篇1

關(guān)鍵詞：集成電路工藝原理；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

作者簡(jiǎn)介：湯乃云（1976-），女，江蘇鹽城人，上海電力學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系，副教授。（上海?200090）

基金項(xiàng)目：本文系上海自然科學(xué)基金（B10ZR1412400）、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目（10110502200）資助的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）29-0046-01

微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大量的高質(zhì)量集成電路人才。優(yōu)秀的集成電路設(shè)計(jì)工程師需要具備一定工藝基礎(chǔ)，集成電路工藝設(shè)計(jì)和操作人員更需要熟悉工藝原理及技術(shù)，以便獲得性能優(yōu)越、良率高的集成電路芯片。因此“集成電路工藝原理”是微電子專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)課程，其主要內(nèi)容是介紹VLSI制造的主要工藝方法與原理，培養(yǎng)學(xué)生掌握半導(dǎo)體關(guān)鍵工藝方法及其原理，熟悉集成電路芯片制作的工藝流程，并具有一定工藝設(shè)計(jì)及分析、解決工藝問(wèn)題的能力。課程的實(shí)踐性、技術(shù)性很強(qiáng)，需要大量的實(shí)踐課程作為補(bǔ)充。但是超大規(guī)模集成電路的制造設(shè)備價(jià)格昂貴，環(huán)境條件要求苛刻，運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)費(fèi)用很大，國(guó)內(nèi)僅有幾所大學(xué)擁有供科研、教學(xué)用的集成電路工藝線或工藝試驗(yàn)線，很多高校開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程僅為最基本的半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)，僅可以實(shí)現(xiàn)氧化、擴(kuò)散、光刻和淀積等單步工藝，而部分學(xué)校僅能開(kāi)設(shè)工藝原理理論課程。所以，如何在理論教學(xué)的模式下，理論聯(lián)系實(shí)踐、提高教學(xué)質(zhì)量，通過(guò)課程建設(shè)和教學(xué)改革，改善集成電路工藝原理課程的教學(xué)效果是必要的。如何利用多種可能的方法開(kāi)展工藝實(shí)驗(yàn)的教學(xué)、加強(qiáng)對(duì)本專業(yè)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)際工作能力以及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)、提高微電子工藝課程的教學(xué)質(zhì)量，是教師所面臨的緊迫問(wèn)題。

一、循序漸進(jìn)，有增有減，科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容

1.選擇優(yōu)秀教材

集成電路的復(fù)雜性一直以指數(shù)增長(zhǎng)的速度不斷增加，同時(shí)國(guó)內(nèi)的集成電路工藝技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，故首先考慮選用引進(jìn)的優(yōu)秀國(guó)外教材。本課程首選教材是國(guó)外電子與通信教材系列中美國(guó)James D.Plummer著的《硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)—理論、實(shí)踐與模型》中文翻譯本。這本教材的內(nèi)容豐富、全面介紹了集成電路制造過(guò)程中的各工藝步驟；同時(shí)技術(shù)先進(jìn)，該書(shū)包含了集成電路工藝中一些前沿技術(shù)，如用于亞0.125μm工藝的最新技術(shù)、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝。另外，該書(shū)與其他硅集成電路工藝技術(shù)的教科書(shū)相比，具有顯著的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其一是在書(shū)中第一章就介紹了一個(gè)完整的工藝過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，一開(kāi)始就對(duì)整個(gè)芯片的全部制造過(guò)程進(jìn)行全面的介紹，有且與學(xué)生正確建立有關(guān)后續(xù)章節(jié)中將要討論的各個(gè)不同的特定工藝步驟之間的相互聯(lián)系；其二是貫穿全書(shū)的從實(shí)際工藝中提取的“活性”成分及工藝設(shè)計(jì)模擬實(shí)例。這些模擬實(shí)例有助于清楚地顯示如氧化層的生長(zhǎng)過(guò)程、摻雜劑的濃度分布情況或薄膜淀積的厚度等工藝參數(shù)隨著時(shí)間推進(jìn)的發(fā)展變化，有助于學(xué)生真正認(rèn)識(shí)和理解各種不同工藝步驟之間極其復(fù)雜的相互作用和影響。同時(shí)通過(guò)對(duì)這些模擬工具的學(xué)習(xí)和使用，有助于理論聯(lián)系實(shí)際，提高實(shí)踐教學(xué)效果。因而本教材是一本全面、先進(jìn)和可讀性強(qiáng)的專業(yè)書(shū)籍。

2.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容

如前所述，本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計(jì)和分析能力。本課程僅32學(xué)時(shí)，而教材分11章，共602頁(yè)，所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內(nèi)容。對(duì)非關(guān)鍵工藝，如第1章的半導(dǎo)體器件，如PN二極管、雙極型晶體管等知識(shí)已經(jīng)在前續(xù)基礎(chǔ)課程“半導(dǎo)體物理2”和“半導(dǎo)體器件3”中詳細(xì)介紹，所以在課堂上不進(jìn)行講授。另一方面，合理安排教材內(nèi)容的講授次序。教材在講授晶片清洗后即進(jìn)入光刻內(nèi)容，考慮工藝流程的順序進(jìn)行教學(xué)更有利于學(xué)生理解，沒(méi)有按照教條的章節(jié)順序，教學(xué)內(nèi)容改變?yōu)榘凑涨逑?、氧化、擴(kuò)散、離子注入、光刻、薄膜淀積、刻蝕、后端工藝、工藝集成等順序進(jìn)行。

另一方面，關(guān)注集成電路工藝的最新進(jìn)展，及時(shí)將目前先進(jìn)、主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中，如在課堂教學(xué)中介紹INTEL公司即將投產(chǎn)的采用了22nm工藝的代號(hào)為“Ivy Bridge”的處理器等。同時(shí)，積極邀請(qǐng)企業(yè)工程師或?qū)＜议_(kāi)展專題報(bào)告，將課程教學(xué)和行業(yè)工藝技術(shù)緊密結(jié)合，提高學(xué)生的積極性及主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

3.引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展，需要隨時(shí)跟蹤集成電路制造工藝的發(fā)展動(dòng)態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn)，給學(xué)生布置若干集成電路工藝發(fā)展前沿與技術(shù)動(dòng)態(tài)相關(guān)的專題，讓學(xué)生自行查閱、整理資料，每一專題選派同學(xué)在課堂上給大家講解。例如，在第一章講解集成電路工藝發(fā)展歷史時(shí)，要求同學(xué)前往國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃網(wǎng)站，閱讀最新年份的國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖，完成如最小特征指標(biāo)、工作電壓等相關(guān)技術(shù)指數(shù)的整理并作圖說(shuō)明發(fā)展趨勢(shì)等。這樣一方面激發(fā)了學(xué)生的求知欲，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)提高專業(yè)知識(shí)的能力。

二、豐富教學(xué)手段，進(jìn)行多樣化、形象化教學(xué)

篇2

2013年3月15日上午，中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京成立。該聯(lián)盟由中關(guān)村集成電路材料、設(shè)備、制造、設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試、公共服務(wù)平臺(tái)、軟件和系統(tǒng)集成等產(chǎn)業(yè)鏈上下游30多家企業(yè)共同發(fā)起，是北京市首個(gè)覆蓋集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。該聯(lián)盟的成立標(biāo)志著中關(guān)村將打造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)良性互動(dòng)的集成電路創(chuàng)新生態(tài)圈。

中關(guān)村形成集成電路產(chǎn)業(yè)鏈

從2008年至今短短幾年時(shí)間，一些國(guó)產(chǎn)材料和大型裝備正在逐漸進(jìn)入集成電路生產(chǎn)線。從集成電路設(shè)備制造、工藝，到芯片設(shè)計(jì)、制造，中關(guān)村示范區(qū)已經(jīng)構(gòu)建起了一條產(chǎn)業(yè)鏈。

“在這里，既有北方微電子、七星華創(chuàng)等提供集成電路生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)，也有北京君正、兆易創(chuàng)新等芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，還有中芯國(guó)際這樣大型集成電路制造企業(yè)。一條集成電路產(chǎn)業(yè)鏈就這樣初步形成了?！敝嘘P(guān)村有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。

目前，中關(guān)村已有集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)近百家，是全國(guó)芯片設(shè)計(jì)力量最強(qiáng)的地區(qū)之一，超過(guò)1億元收入規(guī)模的企業(yè)超過(guò)20家，上市企業(yè)2家。中關(guān)村集成電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在新一代移動(dòng)通信終端與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視及智能電視、行業(yè)用智能卡及信息安全、高性能通用核心芯片、北斗導(dǎo)航芯片以及物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。CPU、嵌入式CPU、存儲(chǔ)器芯片、TD-LTE終端基帶芯片、可編程邏輯器件、模擬及數(shù)?；旌想娐沸酒染幱趪?guó)內(nèi)領(lǐng)先，并填補(bǔ)了我國(guó)在這些領(lǐng)域的空白。

一批高等院校和科研單位長(zhǎng)期從事微電子技術(shù)和半導(dǎo)體工藝研究，并一直處于全國(guó)領(lǐng)先地位。2011年中關(guān)村集成電路制造業(yè)的銷售額占國(guó)內(nèi)比例和年增長(zhǎng)率均遠(yuǎn)超全國(guó)平均水平。中關(guān)村擁有集成電路生產(chǎn)線近10條，月產(chǎn)能超過(guò)10萬(wàn)片，且中芯國(guó)際（北京）是目前國(guó)內(nèi)最具優(yōu)勢(shì)的芯片代工企業(yè)，已實(shí)現(xiàn)65nm主流工藝的大規(guī)模量產(chǎn)，且二期工程的順利開(kāi)工建設(shè)將為中關(guān)村集成電路設(shè)計(jì)、封測(cè)、裝備、材料等相關(guān)企業(yè)提供更為便利的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證平臺(tái)，帶動(dòng)和支撐全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模化發(fā)展。

中關(guān)村集成電路裝備、材料在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，刻蝕機(jī)、氧化爐、離子注入機(jī)、光刻膠、靶材等多項(xiàng)科研成果打破了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白，并進(jìn)入產(chǎn)線驗(yàn)證。此外，中關(guān)村部分集成電路裝備和材料也已率先在全國(guó)投入規(guī)模應(yīng)用。

目前聯(lián)盟已匯聚了中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)有影響力的企業(yè)：北京集成電路設(shè)計(jì)園是全國(guó)規(guī)模最大、功能齊全、服務(wù)配套的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地和集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)孵化基地之一；北京君正研發(fā)生產(chǎn)了國(guó)內(nèi)首款應(yīng)用于移動(dòng)領(lǐng)域的非ARM架構(gòu)雙核移動(dòng)CPU芯片，這也是國(guó)產(chǎn)CPU在移動(dòng)領(lǐng)域的首款雙核CPU芯片；兆易創(chuàng)新在2011年全球SPI出貨市場(chǎng)占有率達(dá)到10.24%，全球排名第三，正逐步建立世界級(jí)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)公司的市場(chǎng)地位；京微雅格作為國(guó)內(nèi)首家自主研發(fā)生產(chǎn)FPGA的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，去年又再次推出全新架構(gòu)FPGA器件，實(shí)現(xiàn)了同類器件所不具備的集成度、高性能和低成本；北方微電子、七星華創(chuàng)、中科信等企業(yè)的集成電路高端裝備均打破國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域內(nèi)的空白，引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體裝備的研發(fā)進(jìn)程；有研半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)12英寸硅單晶拋光片及外延片的重點(diǎn)廠商，并承擔(dān)多個(gè)國(guó)家重大科技專項(xiàng)的研發(fā)。

集成電路生態(tài)圈初具雛形

中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟旨在搭建開(kāi)放式合作平臺(tái)，促進(jìn)中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)集群跨越式發(fā)展。聯(lián)盟的成立，標(biāo)志著中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)已建立了產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的良性互動(dòng)體系，一個(gè)活躍、具有持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的創(chuàng)新生態(tài)圈初具雛形。

聯(lián)盟的總體目標(biāo)是充分發(fā)揮中芯國(guó)際等龍頭企業(yè)的平臺(tái)作用，開(kāi)展廣泛合作，帶動(dòng)上下游企業(yè)、高校院所協(xié)同創(chuàng)新，全力打造具有國(guó)際影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群。

篇3

關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；微電子人才

作者簡(jiǎn)介：周遠(yuǎn)明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師；梅菲（1980-），女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，副教授。（湖北 武漢 430068）

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）29-0089-02

電子科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)，因此人才培養(yǎng)必須堅(jiān)持“理論聯(lián)系實(shí)際”的原則。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有不可替代的作用，是高等學(xué)校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。[1，2]

一、學(xué)科背景及問(wèn)題分析

1.學(xué)科背景

21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代，信息科學(xué)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，它屬于教育部本科專業(yè)目錄中的一級(jí)學(xué)科“電子科學(xué)與技術(shù)”。微電子技術(shù)一般是指以集成電路技術(shù)為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的新型技術(shù)學(xué)科，主要涉及研究集成電路的設(shè)計(jì)、制造、封裝相關(guān)的技術(shù)與工藝。[3]由于實(shí)現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和各種電子設(shè)備的基礎(chǔ)是集成電路，因此微電子技術(shù)是電子信息技術(shù)的核心技術(shù)和戰(zhàn)略性技術(shù)，是信息社會(huì)的基石。此外，從地方發(fā)展來(lái)看，武漢東湖高新區(qū)正在全力推進(jìn)國(guó)家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，形成了以光通信、移動(dòng)通信為主導(dǎo)，激光、光電顯示、光伏及半導(dǎo)體照明、集成電路等競(jìng)相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，電子信息產(chǎn)業(yè)在湖北省經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位日益突出，而區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的素質(zhì)也提出了更高的要求。

湖北工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2007年，完全適應(yīng)國(guó)家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)人才的需求，建設(shè)專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)，畢業(yè)生可以從事電子元器件、集成電路和光電子器件、系統(tǒng)（激光器、太能電池、發(fā)光二極管等）的設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試以及相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究與開(kāi)發(fā)等相關(guān)工作。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自成立以來(lái)，始終堅(jiān)持以微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求為牽引，遵循微電子科學(xué)的內(nèi)在客觀規(guī)律和發(fā)展脈絡(luò)，堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的微電子專門(mén)人才，以滿足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)對(duì)微電子人才的迫切需求。

2.存在的問(wèn)題與影響分析

電子科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)，因此培養(yǎng)創(chuàng)新型和實(shí)用型人才必須堅(jiān)持“理論聯(lián)系實(shí)際”的原則。要想培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才，就必須建設(shè)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。然而目前人才培養(yǎng)有“產(chǎn)學(xué)研”脫節(jié)的趨勢(shì)，學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)不論是在時(shí)間上還是在空間上都較少。建立完善的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀前提。

二、建設(shè)思路

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包括基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?；A(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)；專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)即微電子實(shí)驗(yàn)中心，是本文要重點(diǎn)介紹的部分。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系探索過(guò)程中重點(diǎn)考慮到以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

第一，突出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用、強(qiáng)創(chuàng)新”的微電子人才培養(yǎng)理念。微電子人才既要求具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)（包括基礎(chǔ)物理、固體物理、器件物理、集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理等），又要求具有較寬廣的系統(tǒng)知識(shí)（包括計(jì)算機(jī)、通信、信息處理等基礎(chǔ)知識(shí)），同時(shí)還要具備較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力。因此微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論與實(shí)踐能力的緊密結(jié)合，同時(shí)兼顧本學(xué)科實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的協(xié)同訓(xùn)練，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)人才作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

第二，構(gòu)建科學(xué)合理的微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將“物理實(shí)驗(yàn)”、“計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)”、“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導(dǎo)體器件課程設(shè)計(jì)”、“集成電路課程設(shè)計(jì)”、“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，相互貫通，有機(jī)銜接，搭建以提高實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為主體的“基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練實(shí)踐應(yīng)用能力訓(xùn)練創(chuàng)新能力訓(xùn)練”實(shí)踐教學(xué)體系。

第三，兼顧半導(dǎo)體工藝與集成電路設(shè)計(jì)對(duì)人才的不同要求。半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到設(shè)計(jì)、材料、工藝、封裝、測(cè)試等不同領(lǐng)域，各個(gè)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺囊蠹扔泄残裕灿袀€(gè)性。為了擴(kuò)展大學(xué)生知識(shí)和技能的適應(yīng)范圍，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須涵蓋微電子技術(shù)的主要方面，特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體工藝兩個(gè)領(lǐng)域。

第四，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式與國(guó)內(nèi)外科技同步發(fā)展。倡導(dǎo)教學(xué)與科研協(xié)調(diào)發(fā)展，教研相長(zhǎng)，鼓勵(lì)教師將科研成果及時(shí)融化到教學(xué)內(nèi)容之中，以此提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

三、建設(shè)內(nèi)容

微電子是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，是我國(guó)高新技術(shù)發(fā)展的重中之重，但我國(guó)微電子技術(shù)人才緊缺，尤其是集成電路相關(guān)人才嚴(yán)重不足，培養(yǎng)高質(zhì)量的微電子技術(shù)人才是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要。微電子學(xué)科實(shí)踐性強(qiáng)，培養(yǎng)的人才需要具備相關(guān)的測(cè)試分析技能和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造等綜合性的實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)。

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將利用經(jīng)費(fèi)支持建設(shè)一個(gè)微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，具體包括四個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室：半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)室、微電子器件和集成電路性能參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室、集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、科技創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室。使學(xué)生具備半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試分析、微電子器件、光電器件參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用、集成電路設(shè)計(jì)、LED封裝測(cè)試等方面的實(shí)踐動(dòng)手和設(shè)計(jì)能力，鞏固和強(qiáng)化現(xiàn)代微電子技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生在微電子技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)學(xué)生具備半導(dǎo)體材料、器件、集成電路等基本物理與電學(xué)屬性的測(cè)試分析能力。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要服務(wù)的本科專業(yè)為“電子科學(xué)與技術(shù)”，同時(shí)可以承擔(dān)“通信工程”、“電子信息工程”、“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”、“電子信息科學(xué)與技術(shù)”、“材料科學(xué)與工程”、“光信息科學(xué)與技術(shù)”等10余個(gè)本科專業(yè)的部分實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。

（1）半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于半導(dǎo)體材料基本屬性的測(cè)試與分析方法，目的是加深學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體基本理論的理解，掌握相關(guān)的測(cè)試方法與技能，包括半導(dǎo)體材料層錯(cuò)位錯(cuò)觀測(cè)、半導(dǎo)體材料電阻率的四探針?lè)y(cè)量及其EXCEL數(shù)據(jù)處理、半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)測(cè)試、半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命測(cè)量、高頻MOS C-V特性測(cè)試、PN結(jié)顯示與結(jié)深測(cè)量、橢偏法測(cè)量薄膜厚度、PN結(jié)正向壓降溫度特性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)等。

（2）微電子器件和集成電路性能參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于半導(dǎo)體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數(shù)等的測(cè)試與分析方法，目的是加深學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體基本理論、器件參數(shù)與性能、工藝等的理解，掌握相關(guān)的技能，包括器件解剖分析、用圖示儀測(cè)量晶體管的交（直）流參數(shù)、MOS場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)的測(cè)量、晶體管參數(shù)的測(cè)量、集成運(yùn)算放大器參數(shù)的測(cè)試、晶體管特征頻率的測(cè)量、半導(dǎo)體器件實(shí)驗(yàn)、光伏效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、光電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、光電探測(cè)原理綜合實(shí)驗(yàn)、光電倍增管綜合實(shí)驗(yàn)、LD/LED光源特性實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體激光器實(shí)驗(yàn)、電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)、聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

（3）集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)的硬件描述語(yǔ)言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設(shè)計(jì)軟件的使用方法、設(shè)計(jì)流程等，并通過(guò)半導(dǎo)體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路的仿真、驗(yàn)證和版圖設(shè)計(jì)等實(shí)踐過(guò)程具備集成電路設(shè)計(jì)的能力，目的是培養(yǎng)學(xué)生半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)能力。以美國(guó)Cadence公司專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)軟件為載體，完成集成電路的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等訓(xùn)練課程。完成形式包括理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、集成電路設(shè)計(jì)類課程和理論課程的上機(jī)實(shí)踐等。

（4）科技創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室則向?qū)W生提供發(fā)揮他們才智的空間，為他們提供驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)自由命題或進(jìn)行科研的軟硬件條件，充分發(fā)揮他們的想象力，目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與能力，包括LED封裝、測(cè)試與設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)和光電技術(shù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)。要求學(xué)生自己動(dòng)手完成所設(shè)計(jì)器件或電路的研制并通過(guò)測(cè)試分析，制造出滿足指標(biāo)要求的器件或電路。目的是對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的系統(tǒng)訓(xùn)練，加深對(duì)所需知識(shí)的接收與理解，初步掌握半導(dǎo)體器件與集成電路的設(shè)計(jì)方法和對(duì)工藝技術(shù)及流程的認(rèn)知與感知。完成形式包括理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)、生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)、參與教師科研課題和國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)的各類科技競(jìng)賽及課外科技學(xué)術(shù)活動(dòng)等。

四、總結(jié)

本實(shí)驗(yàn)室以我國(guó)微電子科學(xué)與技術(shù)的人才需求為指引，遵循微電子科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)促進(jìn)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，系統(tǒng)了解與掌握半導(dǎo)體材料、器件、集成電路的測(cè)試分析和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)等技能，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)范圍廣的具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的微電子專門(mén)人才的目標(biāo)，以滿足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)對(duì)微電子人才的迫切需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉瑞，伍登學(xué).創(chuàng)建培養(yǎng)微電子人才教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004，（5）：6-9.

篇4

集成電路設(shè)計(jì)公司在招聘版圖設(shè)計(jì)員工時(shí)，除了對(duì)員工的個(gè)人素質(zhì)和英語(yǔ)的應(yīng)用能力等要求之外，大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會(huì)對(duì)新員工做以下要求：熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝；熟悉集成電路（數(shù)字、模擬）設(shè)計(jì)，了解電路原理，設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)；熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)規(guī)則；掌握主流版圖設(shè)計(jì)和版圖驗(yàn)證相關(guān)EDA工具；完成手工版圖設(shè)計(jì)和工藝驗(yàn)證[1，2]。另外，公司希望合格的版圖設(shè)計(jì)人員除了懂得IC設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識(shí)，還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識(shí)[3]。正因?yàn)槠湫枰莆盏闹R(shí)面廣，而國(guó)內(nèi)學(xué)校開(kāi)設(shè)這方面專業(yè)比較晚，IC版圖設(shè)計(jì)工程師的人才缺口更為巨大，所以擁有一定工作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工程師，就成為各設(shè)計(jì)公司和獵頭公司爭(zhēng)相角逐的人才[4，5]。

二、針對(duì)企業(yè)要求的版圖設(shè)計(jì)教學(xué)規(guī)劃

1.數(shù)字版圖設(shè)計(jì)。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計(jì)是由自動(dòng)布局布線工具結(jié)合版圖驗(yàn)證工具實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)布局布線工具加載準(zhǔn)備好的由verilog程序經(jīng)過(guò)DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫(kù)文件和I/O的庫(kù)文件，它包括物理庫(kù)、時(shí)序庫(kù)、時(shí)序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計(jì)時(shí)，一是熟練使用自動(dòng)布局布線工具如Encounter、Astro等，鑒于很少有學(xué)校開(kāi)設(shè)這門(mén)課程，可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫(kù)的設(shè)計(jì)，可以由Foundry廠提供，也可由公司自定制標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫(kù)，因此對(duì)于初學(xué)者而言設(shè)計(jì)好標(biāo)準(zhǔn)單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。2.模擬版圖設(shè)計(jì)。在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，無(wú)論是CMOS還是雙極型電路，主要目標(biāo)并不是芯片的尺寸，而是優(yōu)化電路的性能，匹配精度、速度和各種功能方面的問(wèn)題。作為版圖設(shè)計(jì)者，更關(guān)心的是電路的性能，了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對(duì)需要匹配，應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號(hào)流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問(wèn)題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的，面積在某種程度上說(shuō)仍然是一個(gè)問(wèn)題，但不再是壓倒一切的問(wèn)題。在模擬電路版圖設(shè)計(jì)中，性能比尺寸更重要。另外，模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)師作為前端電路設(shè)計(jì)師的助手，經(jīng)常需要與前端工程師交流，看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過(guò)等，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。3.逆向版圖設(shè)計(jì)。集成電路逆向設(shè)計(jì)其實(shí)就是芯片反向設(shè)計(jì)。它是通過(guò)對(duì)芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片技術(shù)原理、設(shè)計(jì)思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機(jī)制等方面的深入洞悉。因此，對(duì)工藝了解的要求更高。反向設(shè)計(jì)流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗(yàn)證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗(yàn)證及后仿真等。設(shè)計(jì)公司對(duì)反向版圖設(shè)計(jì)的要求較高，版圖設(shè)計(jì)工作還涵蓋了電路提取與整理，這就要求版圖設(shè)計(jì)師不僅要深入了解工藝流程；而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元電路工作原理。

三、教學(xué)實(shí)現(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞： 《集成電路工藝》 教學(xué)方法 實(shí)踐改革

1.引言

21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的世紀(jì)，集成電路制造業(yè)是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，《集成電路工藝》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課，其目的是使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握VLSI的主要工藝技術(shù)與原理，熟悉工藝設(shè)備的特點(diǎn)，培養(yǎng)工藝設(shè)計(jì)及解決工藝問(wèn)題的能力。課程具有實(shí)踐性很強(qiáng)、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，為學(xué)生以后進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和科研工作打下良好基礎(chǔ)。本課程的目的是使學(xué)生對(duì)微電子關(guān)鍵工藝及其原理有較為完整和系統(tǒng)的概念，并具有一定工藝設(shè)計(jì)、分析和解決工藝問(wèn)題的能力。結(jié)合多年教學(xué)工作實(shí)際，我提出了幾點(diǎn)教學(xué)改革設(shè)想［1］［2］。

2.教學(xué)內(nèi)容的選取

2.1教材的選取。

本課程首選教材是《硅集成電路工藝》。該書(shū)有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是內(nèi)容全面豐富。不僅詳細(xì)介紹了芯片制造中的各項(xiàng)關(guān)鍵工藝，而且介紹了支持這些工藝的設(shè)備，以及每一道工藝的質(zhì)量檢測(cè)和故障排除。二是工藝技術(shù)先進(jìn)。該書(shū)吸收了當(dāng)今最發(fā)達(dá)技術(shù)資料，如化學(xué)機(jī)械拋光、淺槽隔離等工藝，因此本教材是一本很全面、很先進(jìn)和可讀性非常強(qiáng)的專業(yè)書(shū)籍。

2.2教學(xué)內(nèi)容的選取。

本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理，并具有一定的工藝設(shè)計(jì)和分析能力。本課程32學(xué)時(shí)，而教材內(nèi)容章節(jié)很多，所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面，選擇性地使用教材內(nèi)容。對(duì)非關(guān)鍵工藝，如教材中的4―6章主要介紹半導(dǎo)體制造中的空穴及缺陷等內(nèi)容，要舍棄，可供學(xué)生課后自己閱讀。另一方面，查閱相關(guān)資料，對(duì)教材內(nèi)容做必要的補(bǔ)充。由于教材側(cè)重技術(shù)介紹，在工藝原理方面涉及甚少，作為電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)的本科生，有必要掌握關(guān)鍵工藝的物理基礎(chǔ)和原理，因此任課老師需要廣泛查閱相關(guān)資料，對(duì)教材內(nèi)容做必要的、有益的補(bǔ)充。如離子注入摻雜工藝，選用的教材僅作為一節(jié)簡(jiǎn)單介紹，其基礎(chǔ)和原理更是少之又少，必須找出相應(yīng)詳細(xì)的介紹。再者，氧化過(guò)程中雜質(zhì)的再分布對(duì)器件特性影響是不容忽視的，工藝過(guò)程需要考慮，也需要做相應(yīng)補(bǔ)充，《集成電路工藝基礎(chǔ)》中這部分內(nèi)容有較大價(jià)值［3］。

3.豐富多彩的教學(xué)方式

3.1多媒體教學(xué)，事半功倍。

多媒體教學(xué)方式如今已廣泛使用，在本課程教學(xué)中使用多媒體教學(xué)符合教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)的要求，因?yàn)橛写罅康墓に嚵鞒毯凸に噷?shí)施后的硅片剖面圖，只有通過(guò)多媒體才能使學(xué)生有直觀、清楚的認(rèn)識(shí)。教材中提供了大量結(jié)構(gòu)剖面圖和設(shè)備圖，如果完全靠老師板書(shū)，教學(xué)內(nèi)容和效果將不易理解，而采用多媒體教學(xué)則能達(dá)到事半功倍的效果。

3.2教學(xué)互動(dòng)，讓學(xué)生走上講臺(tái)。

教學(xué)互動(dòng)非常重要。學(xué)生對(duì)動(dòng)態(tài)和前沿比較感興趣，易激發(fā)其求知欲，抓住學(xué)生這一特點(diǎn)，可以給學(xué)生布置幾個(gè)與集成電路工藝動(dòng)態(tài)和前沿相關(guān)的題目，讓學(xué)生課后查閱、整理資料，寫(xiě)成專題小論文，還可開(kāi)設(shè)專題小論壇，每一專題請(qǐng)一位有興趣的同學(xué)制作課件在課堂上給大家講解。這種方式將課堂時(shí)間和空間進(jìn)行延伸，使學(xué)生由課堂被動(dòng)聽(tīng)講變?yōu)檎n后主動(dòng)學(xué)習(xí)、消化。這樣一方面能培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工藝知識(shí)的習(xí)慣，并在不斷查閱資料中積累、豐富了專業(yè)知識(shí)。另一方面能鍛煉學(xué)生走上講臺(tái)“準(zhǔn)教師”的思維能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。

3.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論用于實(shí)踐。

在教學(xué)過(guò)程中，要堅(jiān)持理論和實(shí)踐相結(jié)合的原則。建議開(kāi)設(shè)最基本的半導(dǎo)體平面工藝實(shí)驗(yàn)，如氧化、擴(kuò)散、離子注入、光刻沉積。實(shí)驗(yàn)要求每組學(xué)生用拋光硅片，通過(guò)氧化、光刻、等工序制備晶體管，是一個(gè)典型的綜合性、研究型實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生既能培養(yǎng)動(dòng)手能力，又能掌握科學(xué)的分析問(wèn)題的方法，加深對(duì)半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)和原理的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。本課程在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期開(kāi)設(shè)。

3.4將專家學(xué)者請(qǐng)進(jìn)高校課堂。

我們充分利用與國(guó)內(nèi)外高等院校和科研單位進(jìn)行研究合作與學(xué)術(shù)交流的同時(shí)，在專業(yè)課授課過(guò)程中，還邀請(qǐng)有一定知名度的專家學(xué)者來(lái)我校作專題學(xué)術(shù)報(bào)告。由于他們長(zhǎng)期從事某一領(lǐng)域的科學(xué)研究，十分熟悉該領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢(shì)，因此可以系統(tǒng)地將這些信息傳遞給學(xué)生。這樣做不僅大大擴(kuò)充了學(xué)生的知識(shí)面，提高了他們的思維能力，而且進(jìn)一步激發(fā)了他們的專業(yè)課學(xué)習(xí)熱情和強(qiáng)烈的進(jìn)取心。近五年來(lái)，我們先后邀請(qǐng)包括中科院半導(dǎo)體等單位多名專家為我校的客座教授或兼職教授，分別做了關(guān)于微電子方面的多場(chǎng)專題學(xué)術(shù)報(bào)告，均受到了廣大教師與學(xué)生的一致好評(píng)。

4.結(jié)語(yǔ)

《集成電路工藝》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的一門(mén)重要的專業(yè)課程，本課程的目的是使學(xué)生掌握集成電路制造工藝和基本原理。學(xué)生專業(yè)知識(shí)和能力的獲取，一方面是通過(guò)將理論應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證和強(qiáng)化，另一方面通過(guò)理論課學(xué)習(xí)獲得。通過(guò)開(kāi)發(fā)多媒體教學(xué)軟件，精心選擇優(yōu)秀教材、及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)、布置設(shè)計(jì)性作業(yè)、安排專題報(bào)告、改革考核方式等環(huán)節(jié)，提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、滿足21世紀(jì)所需的專業(yè)技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

［1］王陽(yáng)元，關(guān)旭東，馬俊如.集成電路工藝基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，1991.

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關(guān)鍵詞：微電子；集成電路；課程群；親產(chǎn)業(yè)

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-9324（2019）19-0163-02

一、引言

微電子（集成電路）被稱為現(xiàn)代信息社會(huì)的“食糧”，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化和信息化的基礎(chǔ)。自2014年我國(guó)《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，設(shè)置千億級(jí)的集成電路發(fā)展基金以來(lái)，南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門(mén)等地相應(yīng)出臺(tái)了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門(mén)依據(jù)毗鄰臺(tái)灣的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，設(shè)立了500億人民幣的集成電路產(chǎn)業(yè)基金，并陸續(xù)了《廈門(mén)市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)施意見(jiàn)》和《廈門(mén)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，擬形成區(qū)域性的集成電路產(chǎn)業(yè)集聚地，打造集成電路千億產(chǎn)業(yè)鏈，最終形成我國(guó)集成電路的東南重鎮(zhèn)。

在此背景下，廈門(mén)政府在集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、封測(cè)以及人才儲(chǔ)備，全方位進(jìn)行布局和規(guī)劃。設(shè)計(jì)方面：紫光集團(tuán)投資40億元設(shè)立紫光展銳產(chǎn)業(yè)園、研發(fā)中心項(xiàng)目，引進(jìn)展訊等國(guó)內(nèi)通信芯片設(shè)計(jì)的龍頭企業(yè)。廈門(mén)優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)也在高速、射頻芯片領(lǐng)域取得可喜進(jìn)展，僅2016年，廈門(mén)就新增加60余家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。2017年整體產(chǎn)值達(dá)到140億元；生產(chǎn)制造方面：與臺(tái)灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設(shè)立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項(xiàng)目，總投資達(dá)62億美元，已于2016年12月正式投產(chǎn)；三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司，主攻三五族化合物半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)；泉州晉華12寸存儲(chǔ)器廠則著眼于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的生產(chǎn)和銷售；封測(cè)方面則引入通富微電子股份有限公司，力爭(zhēng)打造一小時(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈；人才儲(chǔ)備方面：廈門(mén)政府與中國(guó)科學(xué)院微電子所共建中國(guó)科學(xué)院大學(xué)廈門(mén)微電子工程學(xué)院，輔以廈門(mén)大學(xué)、廈門(mén)理工學(xué)院、華僑大學(xué)等微電子學(xué)科，為廈門(mén)集成電路的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)輸送人才。

在此背景下，我校于2016年12月建立微電子學(xué)院，聯(lián)合臺(tái)灣交通大學(xué)、元智大學(xué)等微電子老牌名校，共同探索適合廈門(mén)及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略，力求建立較為完善的課程群體系，為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。

二、微電子工程專業(yè)特點(diǎn)

首先，微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機(jī)械、化工、電子等專業(yè)不同，是一門(mén)交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，需要該專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)字、物理、電子、半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)、電路封裝、計(jì)算機(jī)等多方面的知識(shí)理論，并且能夠?qū)⒏鏖T(mén)學(xué)科融會(huì)貫通，熟練運(yùn)用。其次，微電子專業(yè)入門(mén)門(mén)檻高、知識(shí)體系更新速度快，貼近產(chǎn)業(yè)。這就要求學(xué)生在具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，實(shí)踐動(dòng)手能力較強(qiáng)，才能在短時(shí)間內(nèi)將所學(xué)理論和實(shí)踐結(jié)合，迅速融入工業(yè)界或者科學(xué)研究。第三，微電子是一個(gè)龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試五個(gè)大方面。但每一個(gè)大類又可分為幾個(gè)甚至數(shù)十個(gè)小門(mén)類。如設(shè)計(jì)類又可細(xì)分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號(hào)集成電路等四個(gè)門(mén)類。而例如數(shù)字集成電路，又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗(yàn)證、測(cè)試等小方向。各個(gè)方向之間知識(shí)理論差異較大，對(duì)學(xué)生素質(zhì)提出了極高的要求[1]。

三、微電子工程課程群實(shí)踐

（一）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略

結(jié)合廈門(mén)微電子產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，同時(shí)充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢(shì)，立足于我?！坝H產(chǎn)業(yè)、重應(yīng)用”的辦校原則，我校微電子工程專業(yè)設(shè)置為工藝和設(shè)計(jì)兩大類方向，應(yīng)對(duì)周邊產(chǎn)業(yè)需求，對(duì)該專業(yè)學(xué)生進(jìn)行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎(chǔ)上，大三學(xué)年，根據(jù)學(xué)生興趣及教師雙向篩選，確定學(xué)生未來(lái)兩年的學(xué)習(xí)方案，分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行課程教授和實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)專業(yè)門(mén)類細(xì)化、適應(yīng)企業(yè)實(shí)用化需要的高素質(zhì)、實(shí)踐型人才。同時(shí)，在一些專業(yè)課程講授上，聘請(qǐng)臺(tái)灣方面有經(jīng)驗(yàn)的教師和工程師，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行教授和輔導(dǎo)。

（二）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

對(duì)于我校應(yīng)用型本科院校的定位，區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的發(fā)展是重要的風(fēng)向標(biāo)，因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實(shí)用型和快速融入型”的特點(diǎn)。主要培養(yǎng)目標(biāo)如下：（1）掌握半導(dǎo)體器件及工藝的基本理論基礎(chǔ)、電子線路的基本理論與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)使用、電子系統(tǒng)信號(hào)處理的基本知識(shí)、集成電路及板級(jí)設(shè)計(jì)的基本技能。（2）具備半導(dǎo)體及集成電路設(shè)計(jì)、制造，PCB板級(jí)設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試的基本能力，工程項(xiàng)目管理、品質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)的基本素養(yǎng)。（3）能在半導(dǎo)體、集成電路設(shè)計(jì)、制造行業(yè)，從事集成電路設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)、測(cè)試、品質(zhì)管理、廠務(wù)管理、設(shè)備維護(hù)等相關(guān)工作，畢業(yè)三到五年后通過(guò)自身學(xué)習(xí)逐步成長(zhǎng)為本領(lǐng)域的骨干技術(shù)人員和具有較強(qiáng)工作能力的核心工程師[2]。

（三）微電子工程專業(yè)課程群制定實(shí)踐

基于我校應(yīng)用型本科“親產(chǎn)業(yè)”的學(xué)校定位，在微電子專業(yè)課程群建設(shè)中，我們首先引入CDIO的教學(xué)理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作）工程教育是以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，工程實(shí)際反饋互動(dòng)為主要形式的培養(yǎng)方案[3，4]?；诖?，課程群制定從知識(shí)邏輯（課程環(huán)節(jié)）和項(xiàng)目實(shí)施（工程實(shí)踐）兩個(gè)角度，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)、鍛煉。

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【關(guān)鍵詞】集成電路；EDA；項(xiàng)目化

0 前言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，信息社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求激增。我國(guó)高校開(kāi)設(shè)集成電路設(shè)計(jì)課程的相關(guān)專業(yè)，每年畢業(yè)的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)的需求，因此加大相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度是各大高校的當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)這種市場(chǎng)需求，我校電子信息工程專業(yè)電子方向致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，工程實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的集成電路設(shè)計(jì)人才[1]。

針對(duì)集成電路設(shè)計(jì)課程體系，進(jìn)行課程教學(xué)改革。教學(xué)改革的核心是教學(xué)課程體系的改革，包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革，旨在改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，現(xiàn)已做了大量的實(shí)際工作，取得了一定的教學(xué)成效。改革以集成電路設(shè)計(jì)流程為主線，通過(guò)對(duì)主流集成電路開(kāi)發(fā)工具Tanner Pro EDA設(shè)計(jì)工具的學(xué)習(xí)和使用，讓學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和方法，理論與實(shí)踐并重，熟悉從系統(tǒng)建模到芯片版圖設(shè)計(jì)的全過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生具備從簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)到復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，具備進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)的基本專業(yè)知識(shí)和技能。

1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革

集成電路設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體制造工藝、半導(dǎo)體器件原理、模擬電路設(shè)計(jì)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及Tanner EDA工具等內(nèi)容，涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統(tǒng)的理論課程教學(xué)方式，以教師講解為主，板書(shū)教學(xué)，但由于課程所具有的獨(dú)特性，在介紹半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體工藝時(shí)，主要靠教師的描述，不直觀形象，因此引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充和完善，以多媒體教學(xué)為主，結(jié)合板書(shū)教學(xué)，以圖片形式展現(xiàn)各種形態(tài)的半導(dǎo)體材料，以動(dòng)畫(huà)的形式播放集成電路的制造工藝流程，每一種基本電路結(jié)構(gòu)都給出其典型的版圖照片，使學(xué)生對(duì)集成電路建立直觀的感性認(rèn)識(shí)，充分激發(fā)教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主動(dòng)性和互動(dòng)性，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

實(shí)踐教學(xué)的目的是依托主流的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)流程和基本的集成電路設(shè)計(jì)能力，為今后走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是老師提前編好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求，一步步來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式不能很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，再加上考核方式比較單一，學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的概念和流程比較模糊，為了打破這種局面，實(shí)踐環(huán)節(jié)采用與企業(yè)密切相關(guān)的工程項(xiàng)目來(lái)完成。項(xiàng)目化實(shí)踐環(huán)節(jié)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，使學(xué)生能夠積極參與到教學(xué)當(dāng)中，從而更好的完成教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)也能夠增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和合作意識(shí)。

實(shí)踐環(huán)節(jié)選取CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源作為本次實(shí)踐教學(xué)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目來(lái)源于企業(yè)，是數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)重要的組成模塊。本項(xiàng)目從電路設(shè)計(jì)、電路仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖驗(yàn)證等流程對(duì)學(xué)生做全面的訓(xùn)練，使學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)流程有深刻的認(rèn)識(shí)。學(xué)生要理解CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源的原理，參與到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行仿真測(cè)試，驗(yàn)證其功能的正確性，然后進(jìn)行各個(gè)元件的設(shè)計(jì)及布局布線，最后對(duì)版圖進(jìn)行了規(guī)則檢查和一致性檢查，完成整個(gè)電路的版圖設(shè)計(jì)和版圖原理圖比對(duì)，生成GDS II文件用于后續(xù)流片[2]。

CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)項(xiàng)目可分為四個(gè)部分啟動(dòng)電路、提供偏置電路、運(yùn)算放大器和帶隙基準(zhǔn)的核心電路部分。電路設(shè)計(jì)可由以下步驟來(lái)完成：

1）子功能塊電路設(shè)計(jì)及仿真；

2）整體電路參數(shù)調(diào)整及優(yōu)化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版圖；

4）基本單元與電路的版圖；

5）子功能塊版圖設(shè)計(jì)和整體版圖設(shè)計(jì)；

6）電路設(shè)計(jì)與版圖設(shè)計(jì)比對(duì)。

在整個(gè)項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程，參照企業(yè)項(xiàng)目合作模式將學(xué)生分為4個(gè)項(xiàng)目小組，每個(gè)小組完成一部分電路設(shè)計(jì)及版圖設(shè)計(jì)，每個(gè)小組推選一名專業(yè)能力較強(qiáng)且具有一定組織能力的同學(xué)擔(dān)任組長(zhǎng)對(duì)小組進(jìn)行管理。這樣做可以在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，以學(xué)生探索和討論為主，教師起引導(dǎo)作用，給學(xué)生合理的建議，引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題的方法。項(xiàng)目完成后，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

3 教學(xué)改革效果與創(chuàng)新

理論教學(xué)改革采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，以多媒體教學(xué)為主，結(jié)合板書(shū)教學(xué)，對(duì)集成電路材料和工藝有直觀感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的課堂效率明顯提高，課堂氣氛活躍，師生互動(dòng)融洽。實(shí)踐環(huán)節(jié)改革通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)方式，學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)了查找文獻(xiàn)資料，學(xué)會(huì)與人交流，溝通的能力也得到提高。同時(shí)項(xiàng)目化教學(xué)方式使學(xué)生對(duì)集成電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程有了整體的認(rèn)識(shí)和把握，對(duì)元件的版圖設(shè)計(jì)流程有了一定的認(rèn)識(shí)。學(xué)生已經(jīng)初步掌握了集成電路的設(shè)計(jì)方法，但要達(dá)到較高的設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)出性能良好的器件，還需要在以后的工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[3]。

4 存在問(wèn)題及今后改進(jìn)方向

集成電路設(shè)計(jì)課程改革雖然取得了一定的成果，但仍存在一些問(wèn)題：由于微電子技術(shù)發(fā)展速度很快，最新的行業(yè)技術(shù)在課堂教學(xué)中體現(xiàn)較少；學(xué)生實(shí)踐能力不高，動(dòng)手能力不強(qiáng)。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們提出如下解決方法：

1）在課堂教學(xué)中及時(shí)引進(jìn)行業(yè)最新發(fā)展趨勢(shì)和（下轉(zhuǎn)第220頁(yè)）（上接第235頁(yè)）技術(shù)，使學(xué)生能夠及時(shí)接觸到行業(yè)前沿知識(shí)，增加與企業(yè)的合作；

2）加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度，建立一個(gè)開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生在課余時(shí)間自由使用，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，并且鼓勵(lì)能力較強(qiáng)的學(xué)生參與到教師研項(xiàng)目當(dāng)中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]段吉海.“半導(dǎo)體集成電路”課程建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，05（29）.

篇8

【關(guān)鍵詞】 電源管理 LDMOS 集成電路

BCD工藝是電源管理、顯示驅(qū)動(dòng)、汽車電子等IC制造工藝的上佳選擇。整合過(guò)的BCD工藝制程，可大幅降低功率耗損，提高系統(tǒng)性能，節(jié)省電路的封裝費(fèi)用，并具有更好的可靠性，也給了此類工藝的芯片電路在設(shè)計(jì)時(shí)更多的選擇空間。 BCD工藝技術(shù)的發(fā)展不像標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝那樣，一直遵循Moore定律向更小線寬、更快的速度方向發(fā)展。BCD工藝朝著三個(gè)方向分化發(fā)展：高壓、高功率、高密度。其中高密度BCD主要的電壓范圍是5～50V，一些汽車電子應(yīng)用會(huì)到70V。在此應(yīng)用領(lǐng)域，BCD技術(shù)將集成越來(lái)越復(fù)雜的功能，今天，有的產(chǎn)品甚至集成了非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。

由于BCD工藝中器件種類多，必須做到高壓器件和低壓器件的兼容；雙極工藝和CMOS工藝的相兼容，尤其是要選擇合適的隔離技術(shù)；為控制制造成本，必須考慮光刻版的兼容性。考慮到器件各區(qū)的特殊要求，為減少工藝制造用的光刻版，應(yīng)盡量使同種摻雜能兼容進(jìn)行。因此，需要精確的工藝模擬和巧妙的器件設(shè)計(jì)。

功率輸出級(jí)DMOS管是此類電路的核心，往往占據(jù)整個(gè)芯片面積的1/2～2/3，它是整個(gè)集成電路的關(guān)鍵。DMOS器件是由成百上千的單一結(jié)構(gòu)的DMOS 單元所組成的。這些單元的數(shù)目是根據(jù)一個(gè)芯片所需要的驅(qū)動(dòng)能力所決定的，DMOS的性能直接決定了芯片的驅(qū)動(dòng)能力和芯片面積。對(duì)于一個(gè)由多個(gè)基本單元結(jié)構(gòu)組成的LDMOS器件，其中一個(gè)最主要的考察參數(shù)是導(dǎo)通電阻，用Rds（on）表示。導(dǎo)通電阻是指在器件工作時(shí)，從漏到源的電阻。對(duì)于 LDMOS器件應(yīng)盡可能減小導(dǎo)通電阻，就是BCD工藝流程所追求的目標(biāo)。當(dāng)導(dǎo)通電阻很小時(shí)，器件就會(huì)提供一個(gè)很好的開(kāi)關(guān)特性，因?yàn)槁┰粗g小的導(dǎo)通電阻，會(huì)有較大的輸出電流，從而可以具有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。因此，高功率 BCD 工藝發(fā)展并不著重于減小工藝的特征尺寸，重點(diǎn)是如何降低控制電路的成本，優(yōu)化DMOS 器件的結(jié)構(gòu)，提高其擊穿電壓，并降低導(dǎo)通電阻。

對(duì)LDMOS而言，外延層的厚度、隔離結(jié)構(gòu)、漂移區(qū)的摻雜濃度、漂移區(qū)的長(zhǎng)度是其最重要的特性參數(shù)。我們可以通過(guò)增加漂移區(qū)的長(zhǎng)度和減小漂移區(qū)的摻雜濃度以提高擊穿電壓，但是這會(huì)增加芯片面積和導(dǎo)通電阻。高壓DMOS器件耐壓和導(dǎo)通電阻取決于漂移區(qū)的濃度、外延層厚度及漂移區(qū)長(zhǎng)度的折中選擇。

因?yàn)槟蛪汉蛯?dǎo)通阻抗對(duì)于外延層的濃度和厚度的要求是矛盾的。高的擊穿電壓要求厚的輕摻雜和長(zhǎng)的漂移區(qū)，而低的導(dǎo)通電阻則要求薄的重?fù)诫s和短的漂移區(qū)，因此必須選擇最佳外延參數(shù)和漂移區(qū)長(zhǎng)度，以便在滿足一定的源漏擊穿電壓的前提下，得到最小的導(dǎo)通電阻。

為解決這一問(wèn)題，需要在器件設(shè)計(jì)中引入Double RESURF技術(shù)，RESURF（ REduced SURface Field）技術(shù)是設(shè)計(jì)橫向功率器件的關(guān)鍵技術(shù)之一。Double RESURF 技術(shù)在提高器件反向耐壓的情況下，可使器件導(dǎo)通電阻明顯地降低。

在0.18um制程的BCD工藝中，隔離結(jié)構(gòu)由LOCOS（局部場(chǎng)氧隔離） STI（淺槽隔離），一定程度上限制了導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的優(yōu)化，一種新型的LDMOS器件結(jié)構(gòu)和工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超低的導(dǎo)通電阻并且漏端對(duì)襯底完全隔離的LDMOS。通過(guò)在LDMOS漂移區(qū)上做一層優(yōu)化的超淺槽隔離，同時(shí)在漂移區(qū)內(nèi)進(jìn)行高能P型注入，在N型漂移區(qū)注入層下方形成一層P型層，引入并實(shí)現(xiàn)了RESURF技術(shù)和漏端隔離技術(shù)，進(jìn)一步降低了導(dǎo)通電阻。

高性能LDMOS器件研究是功率集成電路電路的核心，與已有的探索性研究成果相比，其創(chuàng)新之處在于：

1、高均勻性、低缺陷密度的外延工藝：在要求40V以上擊穿電壓的情況下，同時(shí)要求外延層與P型體區(qū)相連接起到漏端隔離的作用，則必須要求外延為均勻的P型摻雜且晶格缺陷密度必須很低；

2、均勻 P 降場(chǎng)層Double RESURF技術(shù)：漂移區(qū)和 P 降場(chǎng)層的電荷平衡問(wèn)題是 Double RESURF 器件研究的關(guān)鍵，只有當(dāng)兩者劑量相匹配時(shí)才能滿足 RESURF 原理，才可獲得較好的器件性能。本課題采用器件仿真模擬深入分析漂移區(qū)濃度、長(zhǎng)度和 P 降場(chǎng)層濃度、長(zhǎng)度與均勻 P 降場(chǎng)層 Double RESURF LDMOS 擊穿電壓和導(dǎo)通電阻的關(guān)系。

3、超淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)（USTI）： 這個(gè)STI深度相對(duì)常規(guī)STI（淺槽隔離）工藝較淺，側(cè)壁角度也進(jìn)行了優(yōu)化，用于實(shí)現(xiàn)漂移區(qū)的場(chǎng)板隔離結(jié)構(gòu)，并研究了這層USTI的深度優(yōu)化值以及側(cè)壁刻蝕角度的優(yōu)化值，得到最佳的耐壓與導(dǎo)通電阻的匹配。

4、表面場(chǎng)氧隔離與金屬場(chǎng)板結(jié)合：為進(jìn)一步降低導(dǎo)通電阻，采取淀積表面氧化層作為隔離結(jié)構(gòu)。金屬場(chǎng)板使器件表面電場(chǎng)分布更加均勻，從而提高器件擊穿電壓；而表面場(chǎng)氧隔離給電流提供了平行的導(dǎo)電通路，使器件比導(dǎo)通電阻只有傳統(tǒng) Double RESURF LDMOS 的2/3。

5、版圖優(yōu)化：該LDMOS的版圖設(shè)計(jì)為跑道型結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了降低指尖狀源極和指尖狀漏極的曲率效應(yīng)。

由于BCD集成電路在各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的用途，國(guó)外在這方面做了深入的研究，高性能LDMOS取得很大發(fā)展，但是國(guó)內(nèi)對(duì)于這方面的研究還處于起步階段，無(wú)論是電氣參數(shù)，還是可靠性等級(jí)，基于高性能LDMOS器件的高壓集成電路的研究水平方面均呈明顯的劣勢(shì)。因此，研究和設(shè)計(jì)用于功率集成電路的高性能LDMOS有助于彌補(bǔ)我國(guó)在這方面的空缺，促進(jìn)我國(guó)電子行業(yè)的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

篇9

按照摩爾定律，集成電路上的晶體管數(shù)量每?jī)赡陮⒃黾右槐丁ｋS著電子制造商在越來(lái)越小的集成電路上放置越來(lái)越多的晶體管，摻雜成了一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，而摻雜是制造當(dāng)今集成電路核心硅襯底的必不可少的一個(gè)過(guò)程。

因此，該小組的挑戰(zhàn)是如何超越摻雜的限制。該小組建議，通過(guò)將分子貼附到硅表面(而不是混合其中)來(lái)影響門(mén)限電壓或柵電壓，而達(dá)到一定的門(mén)限電壓或柵電壓才能在源極(藍(lán)色)和漏極(藍(lán)色)間建立一個(gè)導(dǎo)電通道從而將器件導(dǎo)通。分子影響了器件層(紅色)內(nèi)的可用的載流子數(shù)量。這種方法和摻雜的功能一樣，在納米范圍內(nèi)效果更好。

萊斯大學(xué)化學(xué)系教授James Tour預(yù)計(jì)工業(yè)界會(huì)對(duì)該工藝有極大興趣。這種工藝使碳分子通過(guò)化學(xué)浴或蒸發(fā)的方法與硅鍵合起來(lái)。

該項(xiàng)研究在http：／／／doi／abs／10.1021／ja9002537，更多信息，請(qǐng)聯(lián)系萊斯大學(xué)的Mike williams，電話：001-713-348-6728，電子郵箱：mikewilUams@rice.edu。

――Christina Nickolas

我國(guó)研制成功10GHZ 8bit超高速DDS芯片

近日，中科院微電子所微波器件與集成電路研究室(四室)HBT超高速電路小組在劉新宇研究員和金智研究員的帶領(lǐng)下研制成功兩款基于1μm GaAs HBT工藝的8bit超高速直接數(shù)字頻率綜合器(DirectDigital frequency-Synthesizer，DDS)芯片DDS1和DDS2。

篇10

從本質(zhì)上來(lái)看，微電子技術(shù)的核心在于集成電路，它是在各類半導(dǎo)體器件不斷發(fā)展過(guò)程中所形成的。在信息化時(shí)代下，微電子技術(shù)對(duì)人類生產(chǎn)、生活都帶來(lái)了極大的影響。與傳統(tǒng)電子技術(shù)相比，微電子技術(shù)具備一定特征，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面[1]：（1）微電子技術(shù)主要是通過(guò)在固體內(nèi)的微觀電子運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息處理或信息加工。（2）微電子信號(hào)傳遞能夠在極小的尺度下進(jìn)行。（3）微電子技術(shù)可將某個(gè)子系統(tǒng)或電子功能部件集成于芯片當(dāng)中，具有較高的集成性，也具有較為全面的功能性。（4）微電子技術(shù)可在晶格級(jí)微區(qū)進(jìn)行工作。

2微電子技術(shù)發(fā)展歷程概述

微電子技術(shù)誕生于20世紀(jì)40年代末。1947年，巴丁、布萊頓與肖克萊發(fā)明了晶體管，這使得電子技術(shù)有了極大的突破，也為微電子技術(shù)的后續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。至20世紀(jì)50年代末，集成電路的出現(xiàn)推動(dòng)了電子技術(shù)革命，這也意味著微電子技術(shù)變得愈來(lái)愈成熟，并進(jìn)入了快速發(fā)展期。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷拓展，也進(jìn)一步促進(jìn)了微電子技術(shù)的發(fā)展。至20世紀(jì)70年代，伴隨著微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，讓微電子技術(shù)發(fā)展達(dá)到了空前的高度，也奠定了微電子技術(shù)在高新技術(shù)當(dāng)中的核心地位[2]。如今，微電子技術(shù)已走入人們的生活當(dāng)中，計(jì)算機(jī)、手機(jī)、家用電器的制造、生產(chǎn)都離不開(kāi)微電子技術(shù)的支持。同時(shí)，微電子技術(shù)也成為了國(guó)防工業(yè)、印刷工業(yè)、汽車工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的核心技術(shù)。甚至可以說(shuō)微電子技術(shù)無(wú)處不在，它已經(jīng)與整個(gè)社會(huì)形成了一種相互依存的關(guān)系。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)微電子技術(shù)起步較晚。但近年來(lái)，我國(guó)的微電子技術(shù)取得了很大進(jìn)展，特別是在納米集成技術(shù)方面有所突破，并且集成規(guī)模也變得愈來(lái)愈大。其中華為公司在移動(dòng)芯片方面已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，旗下的海思芯片已經(jīng)能夠與高通、三星等芯片一較長(zhǎng)短。如今我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的消費(fèi)類電子市場(chǎng)，在市場(chǎng)刺激下，我國(guó)微電子技術(shù)整體水平還將進(jìn)一步提升。

3微電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1硅基CMOS電路

在硅基技術(shù)不斷進(jìn)步、不斷成熟的情況下，硅基CMOS的應(yīng)用深度也在不斷提升。從硅基CMOS電路發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，硅晶圓片的尺寸正在不斷擴(kuò)大，然而特征尺寸（光刻加工線條）卻變得愈來(lái)愈小。早期的硅片尺寸為2英寸居多，經(jīng)過(guò)3、4、6英寸的過(guò)渡發(fā)展，如今已經(jīng)達(dá)到8英寸水平[3]。近年來(lái)，集成電路制造工藝技術(shù)的進(jìn)一步突破，使得硅片尺寸已經(jīng)達(dá)到12英寸以上，直徑超過(guò)300mm。硅片尺寸的擴(kuò)大，意味著整體生產(chǎn)成本能夠進(jìn)一步降低。英特爾公司在集成電路芯片制造方面一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位，從2011年開(kāi)始英特爾便具備了成熟的32nm制造工藝。近年來(lái)，由32nm工藝到22nm工藝，再到如今主流的14nm工藝，體現(xiàn)了集成電路制造技術(shù)的快速發(fā)展。未來(lái)兩年內(nèi)，器件的主流特征尺寸將朝著10nm、7nm方向發(fā)展。當(dāng)然，在硅基CMOS電路特征尺寸不斷縮小的情況下，器件結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)會(huì)變得愈來(lái)愈大，不可能完全按照摩爾定律一直發(fā)展下去，甚至可以說(shuō)硅基CMOS電路已經(jīng)遇到了一定的發(fā)展瓶頸。要讓其突破發(fā)展瓶頸，必然需要新材料的支持。高K材料、新型柵電極及新制造工藝將是促使其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。

3.2生物芯片

生物芯片是微電子技術(shù)未來(lái)重要的發(fā)展方向之一。生物芯片是一種微陣列雜交型芯片，其中微陣列主要由各類生物信息分子所夠成，包括DNA、RNA、多肽等。它是典型的生物技術(shù)與微電子技術(shù)的融合性產(chǎn)物。在陣列當(dāng)中，各分子序列是預(yù)先所設(shè)定的序列點(diǎn)陣，并且序列與位置都是已知的[4]。以生物分子特異性作用為基礎(chǔ)，可將生化分析過(guò)程集成于芯片表面，這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)生物成分如DNA、RNA、糖分子、蛋白質(zhì)、多肽等的高通量快速檢測(cè)。在生物芯片技術(shù)水平不斷提升的過(guò)程中，其應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)大。例如，Santford與Affymetrize公司所生產(chǎn)的DNA芯片上含有超過(guò)600種的基因片段。在芯片制造過(guò)程中，先在玻璃片上蝕刻出微小溝槽，在將DNA纖維覆于溝槽上，以不同DNA纖維圖形來(lái)體現(xiàn)基本片段的差異性。利用電場(chǎng)等手段可讓某些特殊物質(zhì)將部分基因的特征表現(xiàn)出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)基因檢測(cè)。又如，三位美國(guó)科學(xué)家被授予了一項(xiàng)關(guān)于量子級(jí)神經(jīng)動(dòng)態(tài)計(jì)算芯片的專利。此類芯片功能性較強(qiáng)，可進(jìn)行高速非標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算，這給量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了巨大的推動(dòng)力。該芯片是物理過(guò)程與生物過(guò)程的結(jié)合產(chǎn)物。以仿生系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在接口界面通過(guò)突觸神經(jīng)元連接，可實(shí)現(xiàn)反饋性學(xué)習(xí)，無(wú)論是運(yùn)算速度，還是運(yùn)算能力均具有較高水準(zhǔn)。一旦該技術(shù)成熟后，可在民用及軍事領(lǐng)域大范圍應(yīng)用。

3.3集成系統(tǒng)

集成系統(tǒng)是微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向。以往微電子芯片都是以集成電路芯片為基礎(chǔ)，然而，電子信息類型及數(shù)量的不斷增多對(duì)集成電路芯片提出了新的要求，要求其具備更低的功耗、更快的速度，并且能夠快速處理不同類型的復(fù)雜智能問(wèn)題。在此需求下，SOC（系統(tǒng)級(jí)芯片）概念愈來(lái)愈受到關(guān)注。SOC具有極強(qiáng)的集成性功能，不但能夠?qū)⑿畔⑻幚硐到y(tǒng)、執(zhí)行器集于一體，還能集成生物、化學(xué)、物理敏感器[5]。目前，SOC已經(jīng)成為了移動(dòng)終端中最為主流的芯片解決方案。部分手機(jī)的SOC性能已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，甚至接近于桌面級(jí)CPU。以蘋(píng)果的A10芯片為例，A10晶體管的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)30億，其整體性能較上一代A9芯片提升了約40%，所集成的GPU性能較A9也有50%的提升，但整體能耗卻下降了30%。同時(shí)，SOC當(dāng)中還集成了數(shù)字信號(hào)處理器模塊、控制器模塊、存儲(chǔ)器單元模塊等多個(gè)模塊，可以勝任各種任務(wù)。未來(lái)隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，SOC還將具備更大的發(fā)展空間，并成為社會(huì)生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的一部分。

3.4微電子制造工藝

穆?tīng)柖▌t指出，集成電路的集成度每3年左右就會(huì)成倍增長(zhǎng)，而特征線寬則會(huì)下降30%。特征線條愈窄，也就意味著集成電路的工作速度愈快，并且單元功能消耗功率也會(huì)一定幅度下降。集成電路集成度的不斷增大對(duì)相關(guān)制造技術(shù)（光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)、擴(kuò)散氧化技術(shù)）也提出了新的要求。（1）光刻技術(shù)。利用波長(zhǎng)為436nm光線，即可獲取亞微米尺寸圖形，從而得到集成度為1M位與4M位的DRAM。然而i射線曝光設(shè)備的出現(xiàn)進(jìn)一步提升了光刻技術(shù)整體水平。利用i射線曝光可獲得半微米尺寸及深亞微米尺寸圖形，得到16M位與64M位的DRAM。目前主流的光刻技術(shù)為248nmDUV技術(shù)及193nmDUV技術(shù)，未來(lái)納米壓印光刻技術(shù)及極紫外光刻技術(shù)均存在較大潛力，極有可能成為下一代的主流光刻技術(shù)。（2）蝕刻技術(shù)。在高密度集成電路制造過(guò)程中，由于特征尺寸的不斷縮小，對(duì)蝕刻工藝的要求也在不斷提升。隨著相關(guān)工藝的不斷成熟，采取CER等離子源及ICP高密度等離子源，并將其與靜電卡盤(pán)技術(shù)相結(jié)合，可進(jìn)一步提升蝕刻效果。（3）擴(kuò)散氧化技術(shù)。以往的氣體擴(kuò)散法需要在高溫條件下長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散，才能獲得擴(kuò)散層。新一代的離子注入技術(shù)進(jìn)一步提升了擴(kuò)散氧化效果。采取離子注入技術(shù)，可在任意位置置入雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)低溫處理，便能得到擴(kuò)散層。

3.5立體微電子封裝

在電子產(chǎn)品集成度不斷提升的情況下，微電子封裝已經(jīng)成為主流封裝技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)封裝技術(shù)而言，微電子封裝技術(shù)具有高性能、高密度的特征，具有更好的適用性及更高效率。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)微電子封裝技術(shù)將朝著少封裝、無(wú)封裝的方向發(fā)展，平面型封裝會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向立體封裝。立體封裝是基于傳統(tǒng)微電子封裝技術(shù)發(fā)展而來(lái)[6]。立體封裝可將兩個(gè)及以上的芯片在單個(gè)封裝中進(jìn)行堆疊，即實(shí)現(xiàn)正方向上的多芯片堆疊。換句話說(shuō)，立體封裝是一種典型的堆疊封裝技術(shù)。通過(guò)立體封裝能夠大幅度提升組裝密度，提升幅度可達(dá)200%至300%。目前立體封裝主要包括三種形式，即有源基板立體封裝、疊層立體封裝及埋置型立體封裝。上述三種封裝方式各具特點(diǎn)，適用于不同類型的芯片。

4結(jié)語(yǔ)

在微電子技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，它的影響力變得愈來(lái)愈大，并逐漸成為了衡量國(guó)家科學(xué)技術(shù)實(shí)力的重要標(biāo)志，也體現(xiàn)了國(guó)家的綜合實(shí)力。未來(lái)，微電子技術(shù)還將具備更大的發(fā)展空間，它將成為引導(dǎo)人類社會(huì)發(fā)展、推動(dòng)技術(shù)革命的重要因素。

參考文獻(xiàn)

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