半導體技術全文(5篇)

【摘要】半導體科學是一門近幾十年迅猛發(fā)展起來的重要新興學科，是計算機、通訊技術、電子技術、雷達、自動化技術等信息科學的基礎。半導體制造是半導體工業(yè)的重要分支，是集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎。

【關鍵詞】CDIO；半導體制造技術；課程改革；產(chǎn)業(yè)結(jié)合

一、工程教育（CDIO）模式

工程教育是我國高等教育的重要組成部分，在國家工業(yè)化信息化進程中，對獨立完整門類齊全的工業(yè)體系的形成與發(fā)展，有著不可替代的作用。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是以Conceive、Design、Implement、Operate（即構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運作）一系列從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的產(chǎn)業(yè)周期為載體，讓學生在理論和實踐間過渡，完成自主學習。電子科學與技術專業(yè)是一個典型的工科專業(yè)，工程性和實踐性非常強，希望通過課程學習使得學生具有以下工程核心能力：（1）具有運用數(shù)學、自然科學及工程知識的能力；（2）具有設計與開展實驗，分析與解釋數(shù)據(jù)的能力；（3）具有開展工程實踐所需技術、技巧及使用現(xiàn)代工具的能力；（4）具有設計工程系統(tǒng)、組件或工藝流程的能力；（5）具有項目管理、有效溝通、領域整合與團隊合作的能力；（6）具有發(fā)掘、分析、應用研究成果基于工程教育理念的《半導體制造技術》課程改革◎潘穎司煒裴雪丹及綜合解決復雜工程問題的能力；（7）培養(yǎng)終身學習的習慣與能力；（8）具有基本工程倫理認知，尊重多元觀點。

二、課程目標與存在的問題

《制造》是面向高校電子科學與技術專業(yè)的一門工程技術核心主干課程。本課程主要介紹半導體工藝流程、關鍵工藝步驟，以及相關領域的新工藝、新設備、新技術，其目標是培養(yǎng)掌握基礎理論，熟悉專業(yè)知識，了解技術前沿，拓展科技視野，并具有一定工藝設計、分析解決實際工藝問題的電子科學與技術領域應用型工程創(chuàng)新人才。隨著電子行業(yè)對半導體器件微型化、高頻率、大功率、可靠性等要求的提高，半導體科學近幾十年的迅猛發(fā)展，《制造》內(nèi)容也隨之不斷充實，內(nèi)容繁雜、綜合性強、與實際工藝結(jié)合緊密。在這樣的現(xiàn)實情況下，《制造》課程的教學難度越來越大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面（1）教學信息量大、課程學時有限，難以合理安排教學進度；（2）工藝設備昂貴，課程實踐需求難以滿足；（3）理論知識抽象，與實際工業(yè)聯(lián)系不緊密，學生的積極性和創(chuàng)造性難以提高；（4）課程考核形式單一，難以全面檢查教學成果。課程教學內(nèi)容、方法、考核等一系列問題的背后，根本原因是當前《制造》課程的教學模式不盡合理，教學改革勢在必行。

三、課程建設思路

【摘要】當前，我國的半導體制造已經(jīng)進入28納米制程量產(chǎn)節(jié)點，所以很多工廠都引進了相應的設備，所引進的相應設備所使用的化學品量和相應制程與以往有很大的不同。同時，在注重環(huán)保的理念下，相應的排放規(guī)則也與以往有所不同，所以這就對其廢水處理有著嚴格的要求。論文首先介紹了先進制程對廢水排放的影響，以及半導體先進制程的廢水處理系統(tǒng)的變化，進而為半導體先進制程的廢水處理提供相應參考。

【關鍵詞】半導體；先進制程；廢水處理技術

1引言

2017年，我國的半導體工廠數(shù)量越來越多，目前的數(shù)量已經(jīng)能夠滿足社會發(fā)展的需求，而且在數(shù)量不斷增多的基礎上，也在不斷地研究更高水平的半導體。而對于這其中的處理部門而言，在生產(chǎn)過程中濕式蝕刻和化學機械研磨這兩個部門所消耗的水量較大，那么就會在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)大量的廢水。因此，這就需要根據(jù)這兩個部門來研究其廢水處理技術，減少對水資源的浪費，更好地保護環(huán)境。

2先進制程對廢水排放的影響

在傳統(tǒng)情況下，濕式蝕刻一般會利用相應的機械來完成濕式蝕刻的具體處理工序，所利用的機械是將數(shù)十個半導體送入機械中，然后對其進行蝕刻和清洗。在這其中，化學品的更換標準有兩個[1]：第一，實際的Lot數(shù)；第二，物理時間。無論先達到哪一個指標，都會對其進行換酸處理。在這種方法應用下的化學品能夠反復使用，其沖洗則是按照Lot的具體情況來進行，將對其完成沖洗后的水通過相應系統(tǒng)進行回收。而在先進制程情況下，則開始利用SingleWafer這種機器，這類機器的構(gòu)成更為精密，其化學品處理方式與傳統(tǒng)的機械處理并不相同，此類機器中可能會有幾種不同的制程，例如，清洗、噴氫氟酸，等等。因此，濕式蝕刻部門的廢水總量就開始有所下降，其能夠進行回收的水量也與以往相比有所下降。大多數(shù)情況下，利用這類機器時沒有產(chǎn)生任何回收水，一些化學品在這種情況下，也不能夠反復使用，其化學品的用量有所增長，廢水的濃度增加。光照部門在應用先進制程后，其酸堿的廢水并沒有過多改變，其芯片變得復雜，并且其廢水中的各類廢物，如單乙基醚丙二醇等廢液有所增多，其曝光次數(shù)也明顯增多，排水總量有所增加。

3化學品用量的變化

摘要：半導體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代信息社會的基石，是契合節(jié)能減排、智能制造、信息安全等國家重大戰(zhàn)略需求，支撐新一代移動通信、新能源汽車、高速軌道列車、能源互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的重點核心材料和電子元器件產(chǎn)業(yè)，是支撐當前經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的基礎性、戰(zhàn)略性和先導性產(chǎn)業(yè)，是信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的核心和基石。天津下一步應加強半導體產(chǎn)業(yè)重點承接平臺建設，確保轉(zhuǎn)移來津項目留得住、發(fā)展好，推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，加快推進承接北京非首都功能疏解。

關鍵詞：半導體;信創(chuàng)產(chǎn)業(yè);非首都功能疏解

0引言

我國目前正處于快速夯實半導體產(chǎn)業(yè)科技基礎的重要階段，加快半導體材料、器件與應用技術的開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化仍然是目前我國發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)的首要任務。“十三五”以來，我國各級政府部門出臺了多個科技領域相關政策，以及由國家指導性政策衍生的多個具體實施規(guī)劃及舉措，旨在促進我國半導體產(chǎn)業(yè)及技術的發(fā)展，為我國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向提供戰(zhàn)略性建議[1]。

1半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1全球半導體產(chǎn)業(yè)格局處于重塑期

從全球半導體產(chǎn)業(yè)區(qū)域競爭格局來看，美國仍然是全球半導體產(chǎn)業(yè)綜合實力最強的國家，擁有科銳、道康寧等公司，其技術創(chuàng)新成果及產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居全球首位；韓國作為后發(fā)地區(qū)，在技術引進與自我創(chuàng)新相結(jié)合的推動下，產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，韓國在半導體市場處于領先地位，擁有三星、LG等知名企業(yè)；歐洲的半導體產(chǎn)業(yè)鏈完整，恩智浦、英飛凌和意法半導體等公司實力出眾；日本在化學材料、核心零部件領域處于全球領先水平，擁有富士電機、羅姆等著名企業(yè)。由于歐盟和日本產(chǎn)業(yè)正呈現(xiàn)走弱趨勢，全球半導體產(chǎn)業(yè)格局重塑再一次到來[2]。

1電子技術課程的重要性

在教學過程中盡可能將知識融入生活，使學習更加輕松易懂。在課堂教學中，要改變學生的學習方式和方法。比如在學習第一章半導體器件的課程中，首先要告訴學生了解和掌握各種半導體器件的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和參數(shù)的重要性。電子器件是由半導體制成的，而半導體是怎么定義的呢？通過學習可以了解到自然界中物質(zhì)根據(jù)導電能力大小可分為半導體、導體和絕緣體，其中我們利用半導體具有熱敏、光敏、摻雜、壓敏性、磁敏性、氣敏性等各種特性，可以制作出種類繁多的半導體器件，例如：常用的二極管、雙極結(jié)型晶體管、場效應晶體管等。這些半導體器件被廣泛應用在各種信號的檢測、轉(zhuǎn)換和自動控制系統(tǒng)中。

2要激發(fā)學生學習電子技術的興趣

教學中要提倡科學探究與合作，讓學生學會交流與合作，改變學生的學習方式，增強“學生是學習的主人”意識。這樣可以讓學生十分投入并且對它產(chǎn)生興趣，而且有利于培養(yǎng)學生學習知識的主動性、積極性、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新欲望。因此在教學半導體器件時為了提高學生的學習興趣，筆者提出了幾個問題讓學生思考：PN結(jié)是怎么形成的，它為什么具有單向?qū)щ娦?？二極管與PN結(jié)有什么聯(lián)系等等，讓學生帶著問題去聽課。當講到“在純凈的半導體中摻入不同的雜質(zhì)，可形成P型半導體和N型半導體，P型半導體中多數(shù)載流子是空穴，N型半導體中多數(shù)截流子是自由電子，當采用適當?shù)墓に噷型半導體和N型半導體做在同一片基片上，在它們的交界面，當漂移運動和擴散動達到平衡時，在交界面形成了一個相對穩(wěn)定的空間電荷區(qū)，這就是PN結(jié)”這個內(nèi)容時，學生就會認真去聽，教學效果會更好一些。

3把電子技術教學帶出課堂

電子技術的發(fā)展與生活是分不開的，生活中處處都體現(xiàn)著電子技術。因此，在教學時，可以根據(jù)教學內(nèi)容將課堂搬到室外。比如說做一次有趣的實驗，利用二極管的單向?qū)щ娞匦詼y一下它的正負極的問題，告訴學生二極管其實就是在PN結(jié)的兩端各接一條引出線，再封裝在管殼里?，F(xiàn)在的課堂過于單調(diào)枯燥，許多人將電子技術視為一門需要去死記硬背的學科，其實不然，它可以是生動有趣的，適當進行課外實踐，也是踐行“可持續(xù)發(fā)展”教育理念的具體體現(xiàn)。

4關注電子技術未來發(fā)展

摘要：半導體物理與材料課程教學使學生掌握好教學大綱規(guī)定的專業(yè)知識和專業(yè)技能，在專業(yè)課的教學中加入思政元素。探索改革課程的目標內(nèi)容、方法步驟及過程，從而取得成效。

關鍵詞：半導體物理與材料；思政元素；教學改革

1引言

電子信息產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和水平已成為衡量一個國家整體科學技術和綜合實力的重要標志，相應學科的發(fā)展密切關系到國家微電子、智能信息、光電子等前沿領域的發(fā)展，涉及國家“十三五”重點發(fā)展的領域。本課程主要介紹半導體物理與材料方面基礎知識和基本規(guī)律，是半導體集成電路行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學基礎[1]。學好本課程，對于國家科技事業(yè)的發(fā)展和服務于南京市地方經(jīng)濟有著重要意義。將思政元素有機融入到專業(yè)課的教學中，已有部分嘗試[2-5]。在掌握原有課程體系教學大綱規(guī)定的專業(yè)知識和專業(yè)技能的基礎上，帶領學生開展并參與了諸如課程教研討論、課后實踐總結(jié)、專業(yè)知識競賽以及全國大學生集成電路雙創(chuàng)大賽等一系列思政與專業(yè)相結(jié)合的實踐活動，充分發(fā)揮課程思政德育功能與價值導向引領作用，在培養(yǎng)半導體集成電路行業(yè)產(chǎn)業(yè)應用型人才的智育育人與德育樹人目標達成方面，取得了良好效果。

2半導體物理與材料的教學改革

2.1課程建設的目標。本課程主要介紹半導體物理與材料方面基礎知識和基本規(guī)律，是半導體行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學基礎。通過本課程學習，使學生掌握半導體晶格結(jié)構(gòu)、電子和空穴分布以及電荷輸運原理等，掌握半導體材料性質(zhì)、性能參數(shù)測試以及設計方法。本課程著力培養(yǎng)學生的基礎知識技能、工程實踐創(chuàng)新能力以及科學研究素養(yǎng)，為微電子領域從事電子器件制作、電路與系統(tǒng)測試應用打下堅實基礎。培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力、奉獻精神和集體觀念，學生在思想境界與人格品質(zhì)上得到進一步的提升，價值取向得到進一步端正，自身愛國情懷與民族自豪感得到進一步的增強，擔當起科技強國的使命和責任；最終達到為國家培養(yǎng)出電子信息行業(yè)應用型人才的智育育人與德育樹人目標效果。2.2教學改革的方法。本課程在課程思政教學改革實施過程中，主要采取了下列方法步驟。（1）實施“專業(yè)課中融入思想政治教育”，注重關注電子信息行業(yè)動態(tài)，關注我國相關行業(yè)發(fā)展以及相應的就業(yè)機遇與挑戰(zhàn)；授課與課程設計過程中推進德育教育音視頻及動畫教學。（2）將思政內(nèi)容融入到教學大綱修訂中，注重集成電路應用專業(yè)知識點與思政育人的有效結(jié)合。比如將我國半導體產(chǎn)業(yè)以及相關IC制造企業(yè)從無到有，從小到大，直到做大做強的艱辛發(fā)展歷程實例融入。（3）通過課堂教學討論，在教學生掌握專業(yè)知識點的同時，深度挖掘知識點中蘊含的思政元素，用正確方式把社會主義價值觀和思維方法傳授給學生，使學生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀。（4）將課程思政理念有機地融入學生的課堂作業(yè)與課程學習實踐報告中，將每階段專業(yè)知識點與我國實際行業(yè)產(chǎn)業(yè)情況相聯(lián)系，引導學生積極思考，激發(fā)同學們的愛國情懷、學習激情與創(chuàng)業(yè)熱情，總結(jié)自己自身情況，勇于擔當科技強國的重大使命和責任。（5）聘請相關行業(yè)專家與馬列學院思政教師作為課程思政指導教師，定期開展專業(yè)知識講座；教學過程中，整合專業(yè)課程教師、學生管理隊伍，各成員之間相互溝通總結(jié)經(jīng)驗。（6）通過舉辦課程思政示范課程知識競賽，讓學生更深入了解半導體集成電路相關知識；通過帶領學生參加半導體集成電路學科競賽，讓學生切身體驗半導體集成電路行業(yè)產(chǎn)業(yè)最新動態(tài)。2.3課程建設解決的問題與取得的成效。本課程在課程思政教學改革實施過程中，主要取得了下列初步成效。（1）課程設計、教案。半導體物理與材料授課過程中，推進德育教育音視頻以及動畫教學，引入了鼓勵青年學生的講話、我國半導體行業(yè)科技工作者取得的創(chuàng)新成果與成就等；引入并加強了現(xiàn)代化教學手段與信息化建設，推進建設開放共享的網(wǎng)絡教學平臺，立體化提升了智育德育效果與效率。（2）教學大綱修訂。在完成課程智育目標體系基礎上，融入了課程思政育人目標與具體切入點，修訂的教學大綱中，明確標注了思政內(nèi)容融入相關專業(yè)知識點的情況，實現(xiàn)了專業(yè)知識點與思政育人的有效結(jié)合。修訂晶體材料這個章節(jié)時，將我國半導體行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)融入。修訂電荷輸運這章時，將我國集成電路芯片制造企業(yè)如中芯、華為等發(fā)展歷程融入。修訂PN結(jié)時，融入我國太陽能電池與LED行業(yè)企業(yè)從無到有、從弱到強直到趕超國際先進的實例。（3）課堂討論與實踐報告。深度挖掘半導體集成電路方面的專業(yè)知識點中蘊含的思政元素，老師在課堂上提出論題，學生分組討論，激發(fā)同學們的愛國情懷、學習激情與創(chuàng)業(yè)熱情，勇于擔當IC領域科技強國使命和責任，引導學生做好歸納總結(jié)。定期分階段布置給學生課程學習實踐報告，注意將每階段的專業(yè)知識點與我國半導體集成電路行業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況相結(jié)合，加深對我國半導體集成電路行業(yè)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)，以及中美貿(mào)易戰(zhàn)對我國IC芯片產(chǎn)業(yè)的影響等的理解，使課程思政理念有機融入到學生的課程實踐報告中。（4）知識競賽與學科競賽。2019年6月份舉辦了本課程的課程思政示范課程知識競賽，采用網(wǎng)絡在線答題、實時判分并投屏獲獎公示，獲得了師生的一致好評。暑期分別帶隊參加了由工信部舉辦的“第三屆全國大學生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”NI杯的分決賽與全國總決賽，入圍總決賽并榮獲全國二等獎。（5）課程思政示范課程工作室平臺。聘請了半導體行業(yè)專家與思政方面的教授學者作為思政育人顧問，組建多學科背景互相支撐、良性互動的課程教學團隊。教學過程中，整合專業(yè)課程教師、學生管理隊伍，各成員之間相互溝通總結(jié)經(jīng)驗，使思想政治教育從專人向全員的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化。2.4課程建設的不足。由于課程思政教學改革仍處于嘗試階段，不足之處主要有以下三方面。（1）尚未形成一支穩(wěn)定的課程思政示范課程教學團隊，相應建設規(guī)范與方法、思政育人質(zhì)量評價、激勵機制等有待進一步健全。（2）在課程設計、大綱修訂以及教案編寫等方面，還沒有系統(tǒng)性地形成與融入一個課程思政的方案方法。（3）課程思政教學改革的調(diào)研工作不夠充分，工作總結(jié)不夠及時，沒有形成相應的理論調(diào)研報告、建設總結(jié)報告以及教學改革方案。2.5改進措施。（1）邀請馬克思主義學院的思政專家進課堂，將課程思政與思政課程進一步有機結(jié)合[4,5]。在半導體物理與材料課程思政示范課程建設工作中，除聘請本院專家學者擔任指導教師，加入課堂教學并進行理論指導，同時，聘請馬院專家擔任思政指導教師，邀請他們過來深入地開展學術講座。（2）教學改革前期與相應的行業(yè)企業(yè)結(jié)合較少，后期應著重跟進與相關企業(yè)（比如臺積電等）的產(chǎn)學研合作，以行業(yè)需求為起點，結(jié)合學科體系內(nèi)在規(guī)律，優(yōu)化課程所需的知識技能與素質(zhì)要求，將最新產(chǎn)業(yè)技術嵌入到課程教學中。（3）推進“學生中心、成果導向、持續(xù)改進”的工程教育理念。利用網(wǎng)絡教學平臺，引入行動導向課程，在此基礎上推進翻轉(zhuǎn)課堂，進一步優(yōu)化網(wǎng)絡教學平臺。注重學生個性化發(fā)展，借助校企合作平臺，招收有潛力、有志趣的學生參與產(chǎn)學研項目，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識與行業(yè)能力。

3結(jié)語