集成電路工藝原理精選(九篇)

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第1篇：集成電路工藝原理范文

關鍵詞：公路；管理養護；電子地圖；經濟效益分析

中圖分類號：U283.1 文獻標識碼:A

前言

近年來，我國公路建設有了極大的發展，公路建設已經進入了以提高公路技術等級標準為主的發展階段。在這種形勢下，以往傳統的公路養護與管理方法已遠遠不能滿足公路建設事業發展的需要。為了提高現有公路的通行能力、承載能力、抗災能力、增強交通的安全性和舒適性，對現有公路加強養護、進行路面補強、加速舊橋技術改造、實施GBM工程、完善沿線設施。已成為公路養護與管理工作的當務之急。在這種形勢下，將計算機技術與公路養護及管理工作相結合，能極大的提高公路建設工作的技術水平和工作效率，促進我國地市級公路養護與管理工作的標準化、規范化程度的提高具有重要的意義。

1 公路管理養護與電子地圖遠程控制信息系統技術方案分析

系統采用以下關鍵技術，確保整個軟件具有超前性、穩定性和可實用性，是提高效率、產生經濟效益和社會效益的前提和關鍵。

1.1 采用GUID技術，主要用在軟件中各個模塊關鍵字段的設計方面，可以確保上下級各單位之間傳輸和交換數據時能唯一識別，自動加載，不會與內部已有數據沖突或覆蓋；由于該系統需要在多個用戶之間傳遞數據，所以唯一識別每一項數據是至關重要的。一般軟件系統都會使用ID作為唯一識別一項數據的標識，這在某個用戶下是完全可以的。但當這些數據要求從不同用戶之間進行傳遞和合并時，這些ID就會有重復的可能性，因為ID的唯一性只是相對于單個軟件系統本身而言的。GUID廣泛應用于微軟的產品中，用于識別接口、復制品、記錄以及其他對象，這些對象在不同軟件和不同計算機中是唯一識別的。該系統正式引用了這項技術，應用于唯一識別數據，使各個用戶之間可以穩定準確地傳遞項目數據。

1.2 采用OOP技術，主要用于系統的整體設計，包括所有界面和功能模塊之間的業務邏輯關系，可以使得軟件操作界面和業務之間相互獨立，保證程序設計的條理性、穩定性和可擴展性，方便后期的維護和修改；目前比較流行的開發軟件都是支持OOP技術的，但多數設計開發者沒有將其用于系統的業務邏輯中去。OOP使業務對象不再是枯燥的代碼堆積，而是模仿業務邏輯本身的屬性和行為進行設計，使得設計出來的業務對象可以真實反映業務本身。對象還封裝了數據和業務邏輯，并完成了所需的數據操作，這樣在界面模塊就無需關心對象的實現細節。同時繼承、多態等特性有效提高了系統設計的條理性。這樣設計出來的系統架構相當健壯，同樣減輕了后期進行修改、維護以及系統升級的周期和費用投入。

1.3 采用DCL數據更新技術，主要用于界面顯示的與更新后的信息能與數據庫始終保持一致性；在眾多軟件系統中，數據的顯示和數據的更新是要解決的兩個重要方面。當數據進行插入、更新、刪除等操作后，界面必須立即呈現更新后的最新數據。傳統解決方法往往在更新數據后立即主動刷新所有相關的數據顯示界面，而且各個更新數據的地方都需要完成這樣相同的工作。這種方法無疑將數據操作和界面更新混在一起，也增加了開發和維護的工作量。DCL技術很好地解決了這個問題。DCL建立了一個數據更新通知服務，所有需要得到通知的界面模塊都將注冊為該服務的客戶，當數據更新時，所有已注冊的客戶都可以得到通知，以便獲得及時更新界面的機會。這樣設計無需考慮數據更新與界面顯示的關系，兩者可以相互獨立，任何一方的設計有所改變，都無需改動另外一個的設計。DCL作為數據更新驅動，體現在系統的各個模塊。

1.4 采用數據通信技術，主要用于上下級、同級之間數據的上報和傳輸，解決了傳統U盤和上網傳輸數據的麻煩，可以在不同地區計算機之間即時高效地傳輸公路項目數據信息。

目前市場在大部分單機版軟件，數據上報和傳輸的方式都是將數據導出成一個或多個文件，再通過磁盤、U盤拷貝到對方的計算機中，或撥號上網通過E-mail發送到對方的郵箱中，對方也必須上網下載到本地計算機中才能加載到軟件，以上兩種數據傳輸方式都要經過幾個步驟，比較麻煩、誤時，而且容易出錯，造成了資源的極大浪費。而本系統采用的數據通信技術，不同用戶之間的數據傳遞，不用磁盤拷貝和上網，就像雙方撥打電話一樣，直接通過電話線即時傳輸到對方的計算機中，并且自動加載數據。比以上兩種傳輸模式都要快捷、準確、費用低、穩定性高。

2 直接經濟效益分析

駐馬店九縣兩區縣鄉公路管理所的工程部門，依照系統的要求，把近幾年來所有已建成的公路項目，包括項目的投資情況、施工建設情況、養護及道班、橋梁信息、大修路段等數據，全部錄入到軟件系統中，并在地圖上標注了各個項目的路線信息，然后通過電話線把所有建好的數據直接傳輸到市縣鄉公路管理處工程科，工程科相關人員再把九縣兩區的項目信息和電子地圖信息進行匯總，工作人員把各單位原來的手工操作方式與現在采用該系統的工作方式加以比較，按每單位每月安排2人到主管部門上報數據和資料，手工模式所需人力、物力和財力成本計算，每月至少要安排3-14人用15-19天時間做資料和報表，每月上報2次，每次上報資料往返按1-2天時間，來回車費、食宿費等等，操作錯誤和重報除外，駐馬店市市直及所轄九縣二區公路建設管理部門上報資料所花費資金約998萬元；采用該成果軟件上報數據，每單位每次上報數據只要安排2人在軟件中操作兩個小時，通過電話線上報數據只需要花費3分鐘0.2元電話費即可，駐馬店市市直及所轄九縣二區公路建設管理部門上報數據所花費資金一年約92萬元，可節約資金906萬元，節約費用80%以上。

3 間接經濟效益分析

系統的成功實施，可極大地支持和輔助管理層決策，歷史數據可以得到有效保存，為后期的管理工作帶來便利，大大減少管理成本，同時培養和鍛煉了一批既懂工程又懂管理并熟練使用項目管理軟件的人才，這方面的效益是無法估量的。

3.1 項目信息傳遞及時、準確，信息流動合理規范，可將原來依附于月報、季報、年報基礎上的事后管理工程模式，提高為事前預測、事中控制的模式。

3.2 系統以業務數據為中心、實現公路管理與電子地圖、數據庫與決策支持，全面提高管理水平、減少管理成本，提高公路管理養護水平。

3.3 提高人員素質，培養一批既懂工程又懂管理并熟練使用項目管理軟件的人才，避免重復勞動，全面減少公路管理養護工作實施的成本。

3.4 公路管理與養護的經驗數據能夠得到有效地保存，電子數據的積累為以后的規劃工作、管養水平的提高奠定了堅實的基礎。

我市采用該信息系統，提高了信息化應用的深度和廣度，為公路建設信息化水平地提高和管理現代化服務奠定了堅實的基礎。

結束語

公路管理養護數據庫有巨大的發展空間，急需進行改進和拓展，需要全面融合先進的管理思想和飛速發展的計算機應用技術、全面提高信息化應用的深度和廣度，為養護信息化水平的提高和管理現代化服務。該系統以業務數據為中心、實現公路管理與電子地圖、數據庫與決策支持，全面提高管理水平、減少管理成本、提高人員素質、提高信息化應用的深度和廣度，培養自覺執行管理制度的能力、避免重復勞動、全面減少公路管理養護工作實施的成本，極大地支持和輔助管理層決策，具有顯著的社會效益和經濟效益，推廣應用前景廣闊。

參考文獻

第2篇：集成電路工藝原理范文

關鍵詞：多媒體；集成電路工藝；教學

中圖分類號：G642.1 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）42-0243-02

一、引言

近年來，隨著計算機技術的飛速發展，多媒體技術在微電子教學領域的應用也越來越廣泛[1，2]。多媒體教學突破了傳統教學模式信息貧乏、形式單一的限制，拓寬了學生的視野，豐富了教學內容，增強了課堂教學的生動性，提高了課堂教學質量。[3]研究表明，合理運用集文字、圖片、聲音、視頻于一體的多媒體教學手段，有利于充分調動學生的眼、耳、手、大腦等感官，立體式、全方位地拓寬學生對知識的感知度，進而提高學生對知識的消化和吸收，從而使學生真正理解和掌握所講授的內容。[4]多媒體教學在擴充學生知識面、增強課堂生動性、提高教學質量和效率等方面確實產生了良好效果。然而，隨著多媒體教學的廣泛應用，由于多媒體自身的缺陷，致使多媒體教學的弊病在電化教學改革過程中也逐步地呈現出來[5，6]。特別是在理工科課程教學改革中，盲目利用多媒體教學完全替代傳統教學模式，多媒體教學的不足則更加突顯。比如，理論推導過程過快，學生無法完全理解；課件頻繁換頁，致使學生無法掌握課程的脈絡和知識體系的構架等等。當然，與傳統教學模式相比，多媒體教學確實存在許多優點，但是一味地追求多媒體教學而忽視傳統教學，也會降低課程的教學質量。因此，只有揚長避短、優勢互補，根據不同的教學內容和目標選擇合理的教學模式，才能達到事半功倍的教學效果[7-9]。

二、多媒體在集成電路工藝教學中的優勢

1.清晰地展現工藝流程。集成電路工藝是一門微電子學科重要的基礎課程，它涉及知識面廣、基礎理論抽象、工藝過程繁雜等特點。學生在學習的過程中，由于缺乏實驗設備的支撐，很難對工藝流程清晰地理解和掌握。傳統“黑板加粉筆”的教學方式無法滿足實際教學的需求。利用多媒體課件教學可以將工藝流程清晰、直觀、快速地展現出來，結合文字、圖片和視頻等多媒體資料，能夠讓學生準確地把握集成電路工藝流程中的步驟及其每個細節。

2.緩解內容多課時少的矛盾，提高教學效率。集成電路工藝的教學過程是一個不斷提出問題（技術要求）、引導學生分析問題并解決問題（工藝實現）的過程。教師在這一過程中將花費大量的時間去啟發學生，讓學生在大腦中逐步完善知識間的聯系和結構。這時，教師利用多媒體課件將本該在黑板上書寫的文字、公式、圖像直接顯示在屏幕上，有效地節約了板書的時間，在單位授課時間內可以講授更多的內容，從而大大擴充了學生的知識面，緩解了集成電路工藝教學內容多、工藝繁、學時少的矛盾。

3.直觀呈現微觀領域的變化過程。在集成電路工藝教學過程中，涉及到許多微觀領域中的概念、理論及其變化過程。在傳統教學模式中，由于微觀世界的抽象性，學生很難完全理解其基本理論及其演化過程。利用多媒體圖片和動畫技術，可以把較難描述的微觀變化過程直觀、形象、生動地展示出來，使教學過程不再是枯燥地從理論到公式的推導和演算，可以把理論和實踐更好地結合起來，把抽象思維和形象思維緊密地聯系起來。

總之，在集成電路工藝教學過程中，多媒體教學手段只要運用得當，既能吸引學生注意力，激發學習興趣，也能調動學生各種感官參與學習，加速感知、理解和記憶，收到事半功倍的效果。

三、多媒體在集成電路工藝教學中存在的問題

1.盲目利用多媒體替代板書講授理論演算過程。多媒體課件前一屏幕上的內容總是隨著幻燈片的翻頁而消失，它與傳統教學中的板書不同，不能長時間保留教學所需要的內容。在集成電路工藝教學中涉及到許多理論的推導和演算，這些過程在一張幻燈片中很難完成，需要多張幻燈片的切換。隨著幻燈片的翻頁，一些定理定律的意義或前期推導結果在學生記憶中也隨之淡忘，這就造成了學生在思維連續性和遷移性上產生一定的障礙，嚴重影響了學生在學習過程中整體概念的形成，影響了整個知識體系的構建。

2.過分渲染視聽效果分散學生的注意力。為了吸引學生的注意力，避免教學內容的抽象和枯燥，刻意在課件中增加了許多音效和動畫效果等，就會造成學生在上課的時候只專注于那些動畫和音樂，而忽略了專業知識的學習，這樣不但達不到預期的教學目標反而影響整體教學質量。

3.課件制作粗糙。課件內容本來應該是教學重點和難點內容的集中體現，然而，有些教師為了簡便，在課件制作過程中，課件內容只是書本的翻版，甚至直接拿來使用別人的課件。這樣教師將無法主動、準確地把握教學內容，只是書本內容的重復，從而學生根本找不到教學重點，正如學生所說的“想記筆記，但滿屏都是字，不知道該記哪些內容。”

4.忽視了與學生的互動。利用多媒體教學，教師的肢體語言變少，課堂教學的互動性與感染力沒有傳統教學強，而且由于教學內容的增多，講課速度變快，學生一旦走神就很難與后面的知識合理地銜接。教學過程本來應該是師生之間一種情感的交流過程，但是隨著多媒體教學的盲目應用，教師和學生的注意力主要集中在課件中，從而忽視了這種目光的交流，一旦學生疲憊，很難達到較高的教學質量。

四、在集成電路工藝教學中合理運用多媒體的幾點建議

1.合理安排教學內容與教學模式的關系。由于不同的學科具有不同的學科特點，并不是所有學科都適用于用多媒體取代傳統教學模式，特別是對于理工科課程。針對集成電路工藝這門課程，重點內容主要集中在工藝的基本原理、工藝流程上，其中涉及到的理論推導過程不適宜使用多媒體教學講授。原因在于其理論推導過程較為繁雜，學生不可能一蹴而就，做到在短時間內完全理解，因此，最好使用板書來演示。這種做法的優勢體現在教師在書寫板書的過程中，學生會有充足的時間去理解和吸收其中的原理、方法以及思想。此外，為了使授課中集成電路工藝流程呈現出嚴密的邏輯性和完整性，教師最好把主要內容提綱挈領地寫在黑板上，而不是隨著幻燈片的切換而消失，這樣可以使學生在整個課堂的教學過程中，通過視覺的感知反復復習、記憶，理解整個工藝流程。

2.處理好多媒體課件與教師間的關系。表面上，多媒體課件與教師間的關系是很容易處理的關系，教師是主導，多媒體課件是輔助。然而，在實際教學過程中，教師經常顛倒了這樣的主次關系，把自己當成解說員或朗誦者，甚至按照屏幕上的內容念一遍，這樣就會把課件變成課堂的主體，自己成為輔助工具，從而大大降低課堂的教學質量。教學過程本質上應該是把多媒體課件作為一種教學的輔助工具，教師充滿激情的講授、與學生的互動以及黑板上的書寫等形式作為課堂教學的主要形式。

3.處理好師生的互動關系，發揮學生的主觀能動性。教師在教學過程中要注意學生的信息反饋，了解學生對知識的掌握程度，從而調整安排課程的進度。在使用多媒體教學的過程中，往往會出現教師的注意力過于集中在課件上，從而忽略了學生的反應，甚至有時會出現隨著幻燈片的切換，學生會對上一頁幻燈片中的知識腦海中呈現空白，表現為茫然或不解的現象。這時教師應該注意觀察學生的面部表情，也可以使用詢問或提問的形式了解學生的知識掌握程度，再根據實際情況調整預先安排的進度，不要盲目按備課進度一直進行下去而不管學生的實際學習效果。同時，教師應該運用各種方法和技術充分調動學生的學習積極性，發揮學生的主觀能動性，使被動學習變為主動索求，進而收到良好的教學效果。

五、結論

多媒體技術作為教學方式中的一種輔助工具，它彌補和完善了“黑板加粉筆”傳統教學模式的不足，利用多媒體輔助教學可以增加課堂教學的生動性，使學生保持高度的興奮，思維積極活躍，有利于提高課堂教學效果。然而多媒體技術也是一把雙刃劍，如果盲目過多地濫用多媒體教學也會產生不利的后果。更重要的還是應該遵循課程自身的特點，認真分析教學內容是否適合于多媒體教學，應用現代化教學手段，恰當地運用多媒體，才能真正發揮多媒體的功能，起好輔助課堂教學的作用。

參考文獻：

[1]高凱.淺談多媒體教學在高校理科生學習過程中的應用現狀[J].電腦知識與技術，2007，（07）.

[2]劉向，武素梅.淺談多媒體課件在集成電路工藝設計中的應用[J].課程教育研究，2012，（5）.

[3]金珠鵬，白玉.多媒體教學的重要性[J].黑龍江科技信息，2007，（01）.

[4]郭增平，李建明，謝新棟，盧艷敏，郭增榮.高校理科多媒體教學的幾點體會[J].現代農村科技，2010，（19）.

[5]謝月新，袁寧.走出多媒體在高校理科課程教學中的誤區[J].中國校外教育，2008，（11）.

[6]李紀紅，李良洪，胡云朋.多媒體技術在教學中的利弊分析[J].科技視界，2012，（5）.

[7]李杰，王文彥.教學改革中多媒體教學應用的探索[J].中國西部科技，2010，（27）.

[8]王潤玲.多媒體技術在教學中的實施[J].黑龍江科技信息，2009，（8）.

第3篇：集成電路工藝原理范文

2001年我國新增“集成電路設計與集成系統”本科專業，2003年至2009年，我國在清華大學、北京大學、復旦大學等高校分三批設立了20個大學集成電路人才培養基地，加上原有的“微電子科學與工程”專業，目前，國內已有近百所高校開設了微電子相關專業和實訓基地，由此可見，國家對集成電路行業人才培養的高度重視。在新形勢下，集成電路相關專業的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學輕互動”的傳統人才培養模式已不再適用。因此，探索新的人才培養方式，改革集成電路設計類課程體系顯得尤為重要。傳統人才培養模式的“重理論、輕實踐”方面，可從課程教學學時安排上略見一斑。例如：某高?！澳M集成電路設計”課程，總學時為80，其中理論為64學時，實驗為16學時，理論與實驗學時比高達4∶1。由于受學時限制，實驗內容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結構，且實驗所涉及的電路結構、器件尺寸和參數只能由授課教師直接給出，學生在有限的實驗學時內僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據所學理論動手設計電路結構，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優化設計等環節，使得眾多應屆畢業生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設計的能力。“重教授、輕自學、輕互動”的傳統教學方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關注知識的傳授，忽略了發揮學生主動學習的主觀能動性，導致教師教得很累，學生學得無趣。

2集成電路設計類課程體系改革探索和教學模式的改進

2014年“數字集成電路設計”課程被列入我校卓越課程的建設項目，以此為契機，卓越課程建設小組對集成電路設計類課程進行了探索性的“多維一體”的教學改革，運用多元化的教學組織形式，通過合作學習、小組討論、項目學習、課外實訓等方式，營造開放、協作、自主的學習氛圍和批判性的學習環境。

2．1新型集成電路設計課程體系探索

由于統一的人才培養方案，造成了學生“學而不精”局面，培養出來的學生很難快速適應企業的需求，往往企業還需追加6～12個月的實訓，學生才能逐漸掌握專業技能，適應工作崗位。因此，本卓越課程建設小組試圖根據差異化的人才培養目標，探索新型集成電路設計類課程體系，重新規劃課程體系，突出課程的差異化設置。集成電路設計類課程的差異化，即根據不同的人才培養目標，開設不同的專業課程。比如，一些班級側重培養集成電路前端設計的高端人才，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、集成電路系統與芯片設計、模擬集成電路設計、射頻電路基礎、硬件描述語言與FPGA設計、集成電路EDA技術、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側重于集成電路后端設計的高端人才培養，其開設的集成電路設計類課程包括數字集成電路設計、CMOS模擬集成電路設計、版圖設計技術、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測試等。在多元化的培養模式中，加入實訓環節，為期一年，設置在第七、八學期。學生可自由選擇，或留在學校參與教師團隊的項目進行實訓，或進入企業實習，以此來提高學生的專業技能與綜合素質。

2．2理論課課堂教學方式的改進

傳統的課堂理論教學方式主要“以教為主”，缺少了“以學為主”的互動環節和自主學習環節。通過增加以學生為主導的學習環節，提高學生學習的興趣和學習效果。改進措施如下：

（1）適當降低精講學時。精講學時從以往的占課程總學時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環節重在使學生掌握扎實的理論基礎。

（2）增加課堂互動和自學學時。其學時由原來的占理論學時不到5％增至40％～50％。

（3）采用多樣化課堂教學手段，包括團隊合作學習、課堂小組討論和自主學習等，激發學生自主學習的興趣。比如，教師結合當前本專業國內外發展趨勢、研究熱點和實踐應用等，將課程內容凝練成幾個專題供學生進行小組討論，每小組人數控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學時的30％［3］。專題內容由學生通過自主學習的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻資料后，撰寫報告，在課堂上與師生進行交流。課堂理論教學方式的改進，充分調動了學生的學習熱情和積極性，使學生從被動接受變為主動學習，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學習氛圍。

2．3課程實驗環節的改進

為使學生盡快掌握集成電路設計經驗，提高動手實踐能力，探索一種內容合適、難度適中的集成電路設計實驗教學方法勢在必行。本課程建設小組將從以下幾個方面對課程實驗環節進行改進：

（1）適當提高教學實驗課時占課程總學時的比例，使理論和實驗學時的比例不高于2∶1。

（2）增加課外實驗任務。除實驗學時內必須完成的實驗外，教師可增設多個備選實驗供學生選擇。學生可在開放實驗室完成相關實驗內容，為學生提供更多的自主思考和探索空間。

（3）提升集成電路設計實驗室的軟、硬件環境。本專業通過申請實驗室改造經費，已完成多個相關實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設計軟件，該系列軟件均為業界認可且使用率較高的軟件。

（4）統籌安排集成電路設計類課程群的教學實驗環節，力爭使課程群的實驗內容覆蓋設計全流程。由于集成電路設計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進行授課，因此課程實驗分散，難以統一。本課程建設小組為了提高學生的動手能力和就業競爭力，全面規劃、統籌安排課程群內的所有實驗，使學生對集成電路設計的全流程都有所了解。

3工程案例教學法的應用

為提升學生的工程實踐經驗，我們將工程案例教學法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業環節。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設計為例，對該教學方法在課程中的應用進行詳細介紹。

3．1精講環節

運算放大器是模擬系統和混合信號系統中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產生到高速放大或濾波，都離不開不同復雜程度的運算放大器。因此，掌握運算放大器知識是學生畢業后從事模擬集成電路設計的基礎。雖然多級運算放大器的電路規模不是很大，但是在設計過程中，需根據性能指標，謹慎挑選運放結構，合理設計器件尺寸。運算放大器的性能指標指導著設計的各個環節和幾個比較重要的設計參數，如開環增益、小信號帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉換速率等。由于運算放大器的設計指標多，設計過程相對復雜，因此其工作原理、電路結構和器件尺寸的計算方法等，這部分內容需要由主講教師精講，其教學內容可以放在“模擬集成電路設計”課程的理論學時里。

3．2作業環節

課后作業不僅僅是課堂教學的鞏固，還應是課程實驗的準備環節。為了彌補缺失的學生自主設計環節，我們將電路結構的設計和器件尺寸、相關參數的手工計算過程放在作業環節中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學時，又提高了學生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運算放大器的設計和仿真實驗，運放的設計指標為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機實驗之前，主講教師先將該運放的設計指標布置在作業中，學生根據教師指定的設計參數完成兩級運放結構選型及器件尺寸、參數的手工計算工作，仿真驗證和電路優化工作在實驗學時或課外實訓環節中完成。

3．3實驗環節

在課程實驗中，學生使用EDA軟件平臺將作業中設計好的電路輸入并搭建相關仿真環境，進行仿真驗證工作。學生根據仿真結果不斷優化電路結構和器件尺寸，直至所設計的運算放大器滿足所有預設指標。其教學內容可放在“模擬集成電路設計”或“集成電路EDA技術”課程里［4］。

3．4版圖設計環節

版圖是電路系統和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設計不可或缺的重要環節。通過集成電路的版圖設計，可將立體的電路系統變為一個二維的平面圖形，再經過工藝加工還原為基于硅材料的立體結構。兩級運算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設計不僅要滿足工藝廠商提供的設計規則，還應考慮到模擬集成電路版圖設計的準則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設計等。其教學內容可放在課程群中“版圖設計技術”的實驗環節完成。通過理論環節、作業環節以及實驗的迭代仿真和版圖設計環節，使學生掌握模擬集成電路的前端設計到后端設計流程，以及相關EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設計的能力。

4結語

第4篇：集成電路工藝原理范文

微電子技術專業簡介 本專業培養德、智、體、美全面發展，具有良好職業道德和人文素養，掌握微電子學基礎知識，具備集成電路設計、生產、應用開發及營銷等能力，從事集成電路設計、FPGA 應用與開發、集成電路生產、電子產品開發以及 IC 產品營銷和技術支持等工作的高素質技術技能人才。

主干課程：電子技術基礎、集成電路工藝原理、集成電路封裝與測試基礎、硬件描述語言(Verilog/VHDL)、數字系統設計、IC 設計方法、數字系統 CAD、FPGA 應用開發、集成電路版圖設計等。

本專業學生畢業后可在集成電路制造廠家、集成電路設計中心以及通信和計算機等信息科學技術領域從事開發和研究工作。

微電子技術專業就業方向有哪些 就業方向：電子類企事業單位：半導體集成電路芯片制造、產品檢測、產品封裝、版圖設計、質量控制、生產管理、設備維護及技術研發。

學生可選擇到中、高等職業院校從事專業教學和管理工作，或到集成電路制造廠家、集成電路設計中心以及通信和計算機等信息科學技術領域從事研究、開發及管理等工作，也可選擇微電子科學與工程、固體電子學、通信、計算機科學等學科繼續深造，攻讀碩士研究生。

微電子技術專業主要職業能力 1.具備對新知識、新技能的學習能力和創新創業能力;

2.具備熟練使用通用電子儀器、儀表及集團電路相關測試設備的能力;

3.具備電子系統組裝調試能力;

4.具備從事集成電路應用推廣工作的能力和銷售能力;

5.掌握數字系統 Verilog/VHDL 編程及調試技能;

6.掌握集成電路前端(邏輯綜合)/后端工具(自動布局布線)的使用方法;

7.掌握集成電路版圖工具的使用方法;

8.掌握 FPGA 設計工具的使用方法;

第5篇：集成電路工藝原理范文

關鍵詞：集成電路設計；本科教學；改革探索

作者簡介：殷樹娟（1981-），女，江蘇宿遷人，北京信息科技大學物理與電子科學系，講師；齊臣杰（1958-），男，河南扶溝人，北京信息科技大學物理與電子科學系，教授。（北京 100192）

基金項目：本文系北京市教委科技發展計劃面上項目（項目編號：KM201110772018）、北京信息科技大學教改項目（項目編號：2010JG40）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美國德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標志著世界從此進入到了集成電路的時代。在近50年的時間里，集成電路已經廣泛應用于工業、軍事、通訊和遙控等各個領域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長和可靠性高等優點，同時成本也相對低廉，便于進行大規模生產。自改革開放以來，我國集成電路發展迅猛，21世紀第1個10年，我國集成電路產量的年均增長率超過25%，集成電路銷售額的年均增長率則達到23%。我國集成電路產業規模已經由2001年不足世界集成電路產業總規模的2%提高到2010年的近9%。我國成為過去10年世界集成電路產業發展最快的地區之一。伴隨著國內集成電路的發展，對集成電路設計相關人員的需求也日益增加，正是在這種壓力驅動下，政府從“十五”計劃開始大力發展我國的集成電路設計產業。

在20世紀末21世紀初，國內集成電路設計相關課程都是在研究生階段開設，本科階段很少涉及。不僅是因為其難度相對本科生較難接受，而且集成電路設計人員的需求在我國還未進入爆發期。我國的集成電路發展總體滯后國外先進國家的發展水平。進入21世紀后，我國的集成電路發展迅速，集成電路設計需求劇增。[1]為了適應社會發展的需要，同時也為更好地推進我國集成電路設計的發展，國家開始加大力度推廣集成電路設計相關課程的本科教學工作。經過十年多的發展，集成電路設計的本科教學取得了較大的成果，較好地推進了集成電路設計行業的發展，但凸顯出的問題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設計本科教學經驗為基礎，結合對相關院校集成電路設計本科教學的調研，詳細分析集成電路設計的本科教學現狀，并以此為基礎探索集成電路設計本科教學的改革。

一、集成電路設計本科教學存在的主要問題

在政府的大力扶持下，自“十五”計劃開始，國內的集成電路設計本科教學開始走向正軌。從最初的少數幾個重點高校到后來眾多相關院校紛紛設置了集成電路設計本科專業并開設了相關的教學內容。近幾年本科學歷的集成電路設計人員數量逐漸增加，經歷本科教學后的本科生無論是選擇就業還是選擇繼續深造，都對國內集成電路設計人員緊缺的現狀起到了一定的緩解作用。但從企業和相關院校的反饋來看，目前國內集成電路設計方向的本科教學仍然存在很多問題，教學質量有待進一步提高，教學手段需做相應調整，教學內容應更多地適應現階段產業界發展需求。其主要存在以下幾方面問題。

首先，課程設置及課程內容不合理，導致學生學習熱情降低?，F階段，對于集成電路設計，國內的多數院校在本科階段主要開設有如下課程：“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”（各校命名方式可能有所不同）等。固體物理和晶體管原理是方向基礎課程，理論性較強，公式推導較多，同時對學生的數學基礎要求比較高。一方面，復雜的理論分析和繁瑣的公式推導嚴重降低了本科生的學習興趣，尤其是對于很多總體水平相對較差的學生。而另外一方面，較強的數學基礎要求又進一步打擊學生的學習積極性。另外，還有一些高等院校在設置課程教學時間上也存在很多問題。例如：有些高等院校將“固體物理”課程和“半導體器件物理”課程放在同一個學期進行教學，對于學生來說，沒有固體物理的基礎就直接進入“晶體管原理”課程的學習會讓學生很長一段時間都難以進入狀態，將極大打擊學生的學習興趣，從而直接導致學生厭學甚至放棄相關方向的學習。而這兩門課是集成電路設計的專業基礎課，集成電路設計的重點課程“模擬集成電路設計”和“數字集成電路設計”課程的學習需要這兩門課的相關知識作為基礎，如果前面的基礎沒有打好，很難想象學生如何進行后續相關專業知識的的學習，從而直接導致學業的荒廢。

其次，學生實驗教學量較少，學生動手能力差。隨著IC產業的發展，集成電路設計技術中電子設計自動化（Electronic design automatic，EDA）無論是在工業界還是學術界都已經成為必備的基礎手段，一系列的設計方法學的研究成果在其中得以體現并在產品設計過程中發揮作用。因此，作為集成電路設計方向的本科生，無論是選擇就業還是選擇繼續深造，熟悉并掌握一些常用的集成電路設計EDA工具是必備的本領，也是促進工作和學習的重要方式。為了推進EDA工具的使用，很多EDA公司有專門的大學計劃，高校購買相關軟件的價格相對便宜得多。國家在推進IC產業發展方面也投入了大量的資金，現在也有很多高等院校已經具備購買相關集成電路設計軟件的條件，但學生的實際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養學生動手能力方面確實下足功夫，學生有公用機房可以自由上機，只要有興趣學生可以利用課余時間摸索各種EDA軟件的使用，這對他們以后的工作和學習奠定了很好的基礎。但仍然還有很多高校難以實現軟件使用的最大化，購買的軟件主要供學生實驗課上使用，平時學生很少使用，實驗課上學到的一點知識大都是教師填鴨式灌輸進去的，學生沒有經過自己的摸索，畢業后實驗課上學到的知識已經忘得差不多了，在后續的工作或學習中再用到相關工具時還得從頭再來學習。動手能力差在學生擇業時成為一個很大的不足。[2]

再者，理工分科紊亂，屬性不一致。集成電路設計方向從專業內容及專業性質上分應該屬于工科性質，但很多高校在專業劃分時卻將該專業劃歸理科專業。這就使得很多學生在就業時遇到問題。很多招聘單位一看是理科就片面認為是偏理論的內容，從而讓很多學生錯失了進一步就業的好機會。而這樣的結果直接導致后面報考該專業的學生越來越少，最后只能靠調劑維持正常教學。其實，很多高校即使是理科性質的集成電路設計方向學習的課程和內容，與工科性質的集成電路設計方向是基本一致的，只是定位屬性不一致，結果卻大相徑庭。

二、改革措施

鑒于目前國內集成電路設計方向的本科教學現狀，可以從以下幾個方面改進，從而更好地推進集成電路設計的本科教學。

1.增加實驗教學量

現階段的集成電路本科教學中實驗教學量太少，以“模擬集成電路設計”課程為例，多媒體教學量40個學時但實驗教學僅8個學時。相對于40個學時的理論學習內容，8個學時的實驗教學遠遠不能滿足學生學以致用或將理論融入實踐的需求。40個學時的理論課囊括了單級預算放大器、全差分運算放大器、多級級聯運算放大器、基準電壓源電流源電路、開關電路等多種電路結構，而8個學時的實驗課除去1至2學時的工具學習，留給學生電路設計的課時量太少。

在本科階段就教會學生使用各種常用EDA軟件，對于增加學生的就業及繼續深造機會是非常必要的。一方面，現在社會的競爭是非常激烈的，很少有單位愿意招收入職后還要花比較長的時間專門充電的新員工，能夠一入職就工作那是最好不過的。另一方面，實驗對于學生來說比純理論的學習更容易接受，而且實驗過程除了可以增加學生的動手操作能力，同樣會深化學生對已有理論知識的理解。因此，在實踐教學工作中，增加本科教學的實驗教學量可以有效促進教學和增進學生學習興趣。

2.降低理論課難度尤其是復雜的公式推導

“教師的任務是授之以漁，而不是授之以魚”，這句話對于集成電路設計專業老師來說恰如其分。對于相同的電路結構，任何一個電路參數的變化都可能會導致電路性能發生翻天覆地的變化。在國際國內，每年都會有數百個新電路結構專利產生，而這些電路的設計人員多是研究生或以上學歷人員，幾乎沒有一個新的電路結構是由本科生提出的。

對于本科生來說，他們只是剛剛涉足集成電路設計產業，學習的內容是最基礎的集成電路相關理論知識、電路結構及特點。在創新方面對他們沒有過多的要求，因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復雜的公式及公式推導，其學習重點應該是掌握基礎的電路結構、電路分析基本方法等，而不是糾結于電路各性能參數的推導。例如，對于集成電路設計專業的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”，冗長的公式及繁瑣的推導極大地削弱了學生的學習興趣，同時對于專業知識的理解也沒有太多的益處。[3]另外，從專業需要方面出發，對于集成電路設計者來說更多的是需要學生掌握各種半導體器件的基本工作原理及特性，而并非是具體的公式。因此，減少理論教學中繁瑣的公式推導，轉而側重于基本原理及特性的物理意義的介紹，對于學生來說更加容易接受，也有益于之后“模擬集成電路”、“數字集成電路”的教學。

3.增加就業相關基礎知識含量

從集成電路設計專業進入本科教學后的近十年間本科生就業情況看，集成電路設計專業的本科生畢業后直接從事集成電路設計方向相關工作的非常少，多數選擇繼續深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因為本科生在基本知識儲備方面還不能達到集成電路設計人員的要求外，更主要的原因是隨著國家對集成電路的大力扶持，現在開設集成電路設計相關專業的高等院校越來越多，很多都是具有研究生辦學能力的高校，也就是說有更多的更高層次的集成電路設計人才在競爭相對原本就不是很多的集成電路設計崗位。

另外一方面，集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測試等方面也都是與集成電路設計相關的工作，而且這些崗位相對于集成電路設計崗位來說對電路設計知識的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測試相關工作若干年的知識積累將極大地有利于其由相關崗位跳槽至集成電路設計的相關崗位。因此，從長期的發展目標考慮，集成電路設計專業本科畢業生從事版圖、工藝、測試相關方向的工作可能更有競爭力，也更為符合本科生知識儲備及長期發展的需求。這就對集成電路設計的本科教學內容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學生就業，在集成電路設計的本科教學內容方面，教師應該更多地側重于基本的電路版圖知識、硅片工藝流程、芯片測試等相關內容的教學。

三、結論

集成電路產業是我國的新興戰略性產業，是國民經濟和社會信息化的重要基礎。大力推進集成電路產業的發展，必須強化集成電路設計在國內的本科教學質量和水平，而國內的集成電路設計本科教學還處在孕育發展的嶄新階段，它是適應現代IC產業發展及本科就業形勢的，但目前還存在很多問題亟待解決。本文從已有的教學經驗及調研情況做了一些分析，但這遠沒有涉及集成電路設計專業本科教學的方方面面。不過，可以預測，在國家大力扶持下，在相關教師及學生的共同努力下，我國的集成電路設計本科教學定會逐步走向成熟，更加完善。

參考文獻：

[1]王為慶.高職高?！禤rotel電路設計》教學改革思路探索[J].考試周刊,2011,(23).

第6篇：集成電路工藝原理范文

關鍵詞：電子封裝;防潮;塑封;元器件

1引言

伴隨著集成電路工藝的迅猛發展，集成電路封裝工藝朝著高密度、小體積、重量輕、低成本、高可靠性的方向發展。電子封裝(ElectronicPackages)屬于電子產品后段的工藝技術,它的目的是給集成電路芯片一套組織構架。

塑料封裝同傳統的陶瓷等氣密性封裝形式相比，更能滿足低成本、小體積、重量輕和高密度的要求。水汽對器件的影響早在封裝器件出現時就已出現。隨著電子集成技術的發展，電子器件的尺寸越來越小，芯片上的線寬越來越窄。對復雜電子系統的廣泛需要要求系統中關鍵電子集成電路具有更高的可靠性。這些集成電路應該能夠抵抗潛在的環境應力，陰止遷移離子和水汽進入電路，防止機械損傷等。由水汽導致的器件可靠性問題主要有腐蝕、分層和開裂。

水汽的侵入會導致集成電路中金屬的氧化和腐蝕。金屬在潮濕環境中的氧化速率和類型是導致電阻變化的一個主要機制。鋁線的電化學腐蝕是集成電路器件中一種非常嚴重的失效形式，它不但存在于塑料封裝中，在氣密性封裝中也時有發生閉。電化學腐蝕將導致鋁線開路和枝晶的生長。

2研究現狀

為了減少由水汽引起的可靠性問題，各國的研究人員進行了不懈的努力以降低器件中的水汽含量。目前常采用的方法一是改進封裝材料的特性，以降低材料的吸水性，提高材料之間的粘結性，但其效果非常有限，另一種方法是在各種封裝形式上沉積水汽阻擋層，降低水汽的滲透率，這種方法通常適用于對可靠性有特殊要求的場合，如汽車電子等。

3研究方法

采用等離子增強化學氣相沉積（PECVD）方法沉積霧劑薄膜作為塑封封裝中的水汽和離子阻擋層。測試樣品為在LAUFFER的LHMS28型遞模注塑機上封裝好的64腳TQFP，尺寸10X10mm，厚度為14mm。使用的封裝料是SUMITOMO公司生產的EME6600環氧樹脂。樣品分為光面和毛面兩種，每個樣品中都在芯片襯墊上用銀漿粘貼了3x3mm的硅片。銀漿的熱處理溫度為150度，時間為30min。4實驗結果

實驗利用增重法測定TTQFP器件在30℃/80%RH、600℃/60%RH、85℃/60%RH和85℃/80%RH四種溫濕環境中的吸水曲線，如圖1所示。

從圖中可以看出溫度和濕度條件對器件吸水性能的影響都很大。在同樣的濕度條件下，溫度從30℃提高到85℃(80%RH)，或著從60℃提高到85℃(60%RH)，器件吸水含量達到平衡的時間都大大縮短了，并且平衡時器件中水汽的含量也都有了很大的提高。溫度條件相同時(85℃)，當濕度條件從60%RH增加到80%RH，器件吸水速率無明顯變化，而平衡時水汽的含量卻提高了。

該實驗還利用傳感器法測定了在同一濕度條件下(85%RH)，溫度對TQFP器件中吸水速率的影響。由于傳感器的電容值與器件的吸水量存在線性關系，因此該曲線也就反映了器件的吸水量隨時間的變化關系。可以看出在同樣的濕度條件下，隨著溫度的升高，器件的吸水量達到平衡的時間大大縮短了，平衡時器件的吸水量也有了很大的提高，這與增重法得到的結果相一致。由擴散原理可知，水汽在塑封料中的擴散應遵循FICk擴散方程。一維Fick擴散方程的一級近似解可表示為指數函數，C=Pl一P2*exp(P3*t)。公式中的C代表了傳感器的電容值;t代表了器件在環境中放置的時間，Pl是吸水達到平衡時所對應的飽和電容值;P2是平衡時的電容值與擴散開始時電容值的差值，P3是曲線的曲率，正比于擴散系數，對于用同一種濕度傳感器測量所得到的曲線，P3可用于比較水汽擴散的速率。由此可得在85℃/85%RH和65℃/85%RH條件下的擬合曲線，并且由擬合曲線可以得到P1，P2以及P3的值。從而我們可以知道器件的擴散系數是與溫度有關的參數，我們用公式P3=P0*exP(一E/KT)來擬合P3與溫度的關系。公式中的E為擴散過程的激活能，K為玻爾茲曼常數。由此可以看出，InP3與l/KT成一直線關系，說明我們使用的擬合公式能夠真實地反映器件中水汽的擴散系數與溫度的關系，具有一定的正確性。通過直線的斜率，我們得到了擴散過程的激活能為753708E-20J(047106ev)

為了提高TQFP器件的防潮性能，減少器件中的水汽含量和分層開裂失效的紀律，我們采用了在塑封器件表面沉積無機薄膜的方法來降低水汽的透過率。

5結論

研究實驗所采用的方法對于塑封元器件防潮具有較好作用，濕度和溫度對防水性能都有影響，利用等離子體增強化學氣相沉積方法在TQFP塑封器件表面沉積SiNx薄膜，以提高防水性能。

參考文獻

［1］陳力俊.微電子材料與制程［M］.上海:復旦大學出版社,2005.

［2］中國電子學會生產技術學分會叢書編委會.微電子封裝技術［M］.合肥:中國科學技術大學出版社,2003.

［3］RobertCamlllettiandCrishChandra，LowTemperatureCeramicCoatingsforchip-on-BoardAssemblies.

第7篇：集成電路工藝原理范文

【關鍵詞】鍵盤控制;單片機;BUCK DC-DC變換器;TL494

一、設計思路

本設計要求設計并制作直流變換為直流的穩定電源。在輸入為13～16V條件下，通過TL494轉換電路輸出穩定可調電壓作為穩壓源、穩流源的電源。通過鍵盤預設一個電壓值，經TLV5618轉換為模擬信號送入穩壓電路。通過TLC2543讀取輸出的模擬電壓、電流信號送給單片機處理，再將數字顯示在液晶中。

考慮到本次設計是比較小的手工制作電路，控制芯片采用TL494芯片、顯示方式選擇采用lcd12864顯示、控制模塊采用以MSP430f149為核心的單片機系統來控制12位TLV5618數據的輸入和12位TLC2543數據的輸出，在將其轉換成的模擬量或數字量輸出的同時單片機把輸入輸出的值送液晶顯示。

二、設計實現

TPS5430將電壓降為5V，為各器件提供電源，DA芯片TLV5618使用兩路通道，一路為電流設定值，一路為電壓設定值，即可通過單片機實現電壓、電流的步進調整。開關電源由TL494和buck降壓斬波電路組成，實現穩定電壓、電流的輸出。AD芯片是TLC2543是高速12位模數轉換器，將電壓電流信號返回給單片機，便于在液晶上顯示。

1.BUCK降壓斬波電路的電路工作原理

BUCK降壓斬波電路的工作原理如圖1所示。V的柵射電壓波形，在t=0時刻驅動V導通，電源E向負載供電，負載電壓=E，負載電流按指數曲線上升。當t=時刻，控制V關斷，負載電流經二極管VD續流，負載電壓近似為零，負載電流呈指數曲線下降。為了使負載電流連續且脈動小，通常串接L值很大的電感。至一個周期T結束，再驅動V導通，重復上一周期的過程。當電路工作與穩態時，負載電流在一個周期的初值和終值相等。

負載電壓的平均值為：

式中，為V處于通態的時間;為V處于斷態的時間;T為開關周期;為導通占空比。由此式知，輸出到負載的電壓平均值最大為E，若減小占空比，則隨之減小。因此將該電路稱為降壓斬波電路。本次設計電路采用PWM方式控制MOSFET的通斷。

2.TL494內置電路

TL494是一種電壓控制模式的PWM控制和驅動集成電路芯片，由于它具有兩路相位相差180°的PWM驅動信號輸出，因此被廣泛的應用與單端式（正極式和反極式）和雙端式（半橋式、全橋式和推挽式）開關穩壓電源電路，總體結構比同類集成電路SG3524更完善。TL494內部電路框圖如圖2所示，內部有兩組完全相同的誤差放大器，其同相輸入端和反相輸入端均被引出芯片外，因此可以自由設定其基準電壓，以方便用于穩壓取樣，或用其中一種作為過壓、過流的超閾值保護。本實驗只使用一組誤差放大器，另一組被屏蔽掉，即1引腳連接反饋信號，2腳連接電壓電流的設定值。

圖1 BUCK電路工作原理

圖2 TL494內部電路框圖

3.TL494構成的PWM控制器電路

PWM控制器電路其核心采用專用集成芯片TL494，通過適當的外接電路，不但可以產生PWM信號輸出，而且還有多種保護功能。TL494含有振蕩器，誤差放大器，PWM比較器及輸出級電路等部分。OSC振蕩頻率由外接元件R，C決定，表達式為：

fOSC可選定1KHz～200KHz之間，本電路選用fOSC=110KHz。

4.電路設計總圖

本設計采用單片機MSP430F149作為系統的控制核心，制作了一個可穩定輸出電流或電壓的直流穩定電源。設計可分為四個模塊：BUCK DC/DC變換器模塊、鍵盤模塊、顯示模塊和系統控制模塊。本設計可實現電壓、電流預置，液晶顯示輸出電壓和電流，輸出可步進（加、減）調節，恒壓和恒流電路切換等功能。電路設計總圖如圖3所示。

本設計可實現電壓、電流預置，液晶顯示輸出電壓和電流，過流電壓電流，輸出可步進（加、減）調節，恒壓和恒流電路切換等功能。此外，D/A可將數據反饋一次對誤差進行校正，另外電路具有過熱和過流保護功能，當電路出現故障時可自動恢復。該設計的特點是可對電壓和電流采用步進控制，可用數字顯示輸出電壓和電流，各項調整率的指標都很高。

參考文獻

[1]技工學校機械類通用教材編審委員會編.電工工藝學[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]黃智偉.全國大學生電子設計競賽訓練教程[M].北京：電子工業出版社，2005.

[3]余錫存，曹國華.單片機原理及接口技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2000.

[4]劉高R.單片機實用技術[M].北京：清華大學出版社，2004.

[5]何希才.新型電子電路應用實例[M].北京：科技出版社，2005.

作者簡介：

第8篇：集成電路工藝原理范文

 

近年來，我國高等職業技術教育發展迅猛，規模迅速擴大。另一方面，隨著我國社會經濟的快速發展，企業對技能型勞動人才的需求大幅增加，對技能型勞動人才的綜合能力亦提出了更高的要求。雖然對高等教育大眾化和社會經濟的發展作出了突出的貢獻，但也帶來了突出的問題。課程體系是一個專業所設置的課程相互間的分工與配合，課程體系是否合理直接關系到培養人才的質量。高等學校課程體系主要反映在基礎課與專業課、理論課與實踐課、必修課與選修課之間的比例關系上。課程改革是高職教學改革的核心和難點。由于高職開設微電子技術專業的時間較短、學校較少，形成半導體產業鏈的區域還比較少，因此對微電子技術專業的人才定位、課程體系等都還不很完善，從而給本專業的人才培養帶來不確定因素，不利于專業的發展，也難以滿足微電子技術行業企業對人才的需求。本文即針對以上問題展開一些有益的探討與實踐。

 

一、構建課程體系的總體思路

 

構建微電子技術專業課程體系的總體思路是以微電子行業職業崗位需求為依據，以素質培養為基礎，以技術應用能力為核心，構建基于工作過程的課程體系。實施學院“四環相扣”的工學結合人才培養模式，將“能力標準、模塊課程、工學交替、職場鑒定”的四個環節完整統一，環環相扣，充分體現了高職教育工學結合的人才培養思想，努力為社會培養優秀高端技能型人才。

 

1.基于工作過程的課程體系的理論基礎。基于工作過程的課程體系的理論基礎，主要從德國“雙元制”職業教育學習論和教學論的角度闡述構建基于工作過程的課程體系的理論依據。工作過程系統化的課程體系必須針對職業崗位進行分析，整理出具體的、能夠涵蓋職業崗位全部工作任務的若干典型工作過程，按照人的職業能力的形成規律進行序列化，從中找出符合職業崗位要求的技術知識和破譯出隱性的工作過程知識，并以工作任務為核心，組織技術知識和工作過程知識[2]。通過完全打破原有學科體系，按照企業實際的工作任務、工作過程和工作情境組織課程，形成圍繞工作過程的新型教學項目的“綜合性”課程開發。

 

2.行業、企業等用人單位調研。通過調研國內(“成渝經濟區”為主)微電子技術行業、企業等用人需求和要求，了解現有高職微電子技術專業學生就業情況、用人單位反饋意見及人才供需中存在的問題。電子信息產業是重慶市國民經濟的第一支柱產業。重慶市“十二五”規劃建議提出，培育發展戰略性新興產業。把新一代信息產業建設為重要支柱產業，建設全球最大的筆記本電腦加工基地、建設通信設備、高性能集成電路、光伏組件及系統、新材料等重點產業鏈(集群)，建成國家重要的戰略性新興產業基地。以集成電路產業的重點項目為牽引，建成包括芯片制造、封裝、測試、模擬及混合集成電路設計和制造等項目的產業集群，形成較為完善的集成電路產業鏈;四川電子信息產業未來5年將邁萬億元，成渝經濟區將打造成西部集成電路的產業高地。隨著惠普、富士康、英業達、廣達集團等世界級的IT巨頭進入成渝，未來幾年IT人才需求在20萬以上，而現在成渝地區每年培養的相關人才不過2萬人左右，遠遠不能滿足社會需求。市場需求的調查表明，近年來成渝地區IC制造、IC封裝及測試、IC版圖設計等崗位的微電子技術應用型人才緊缺。同時調研表明半導體行業企業卻難以招到滿意的人才，學生在校學非所用，用非所學，實踐動手能力、社會適應能力、責任意識、職業素養難以滿足企業要求。

 

3.形成專業定位，確定培養目標。根據存在的問題及半導體產業鏈過程：集成電路設計裸芯片精細加工封裝測試芯片應用PCB設計制造，充分掌握現有微電子技術專業課程體系建設的基礎及存在的問題，形成重慶電子工程職業學院微電子技術專業定位，確定培養目標：培養德、智、體、美全面發展;掌握微電子技術專業領域必備的基礎知識、專業知識;有較強的崗位職業技能和職業能力;面向集成電路設計、芯片制造及其相關電子行業企業，滿足生產、建設、服務和管理第一線的優秀高端技能型專門人才。畢業生應該既掌握微電子方面的基本技術，又具有很強的實際操作能力。具體可從事崗位：集成電路版圖設計;半導體器件制造;IC制造、測試、封裝;電子工藝(半導體)設備運行、維護與管理;簡單電子產品的設計與開發;電子產品的銷售與售后服務，并為技術負責人、項目經理等后續提升崗位奠定良好基礎。

 

二、構建基于工作過程的學習領域課程體系

 

對專業核心課程的構建采用“微電子行業專家確定典型工作任務學校專家歸并行動領域微電子行業專家論證行動領域學校專家開發學習領域校企專家論證課程體系”的“五步工作機制”，實現校企專家共同參與課程體系設計。通過工作任務歸并法，實現典型工作任務到行動領域轉換，通過工作過程分析法，實現從行動領域到學習領域轉換，通過工作任務還原法，實現從學習領域到學習情境轉換的“三階段分析法”，構建基于工作過程的微電子技術專業課程體系和教學內容，獲得人才培養目標、課程體系、課程教學方案“三項主要成果”。即“533”課程設計方法。

 

1.確定典型工作任務。所謂典型工作任務是指一個復雜的職業活動中具有結構完整的工作過程，它是職業工作中同類工作任務的歸類，能表現出職業工作的內容和形式，并具有該職業的典型意義。我院召集企業專家和工作在一線的工程師、技術員，與學院的微電子技術專業教師一起，召開課程開發座談會，進行微電子技術課程體系開發：以“集成電路(版圖)設計晶圓制造封裝測試表面貼裝”工作過程為主線，與行業企業一線技術骨干、專家解析微電子技術專業崗位中版圖設計師、半導體芯片制造工、IC測試助理工程師、SMT工程師、FPGA助理工程師等典型崗位，得出行動領域所具有的專業素質、知識與能力。

 

2.確定行動領域。工作過程系統化課程是按照工作過程要求序化知識、能力和素質，是以工作過程為參照物，將陳述性知識與過程知識整合、理論知識與實踐知識整合，在陳述性知識總量沒有變化的情況下，增加經驗以及策略方面的“過程性知識”[3]。對典型工作任務進行歸納，確定行動領域。將本專業52個典型工作任務歸納為6個行動領域，即集成電路版圖設計、晶圓制造、集成電路芯片制造技術、芯片封裝、芯片測試、SMT技術。

 

3.將行動領域轉化成學習領域。對完成典型工作任務必須具備的基本職業能力(包括社會能力、方法能力、專業能力)進行分析。通過歸納形成專業職業能力一覽表。這些職業能力就是學習領域(即課程)中學習目標制定的依據。打破原有16門專業理論課程和9門實踐課程組成的課程體系，按照以工作過程為導向，進行課程的解構與重構，將6個行動領域轉換為9個學習領域，即集成電路版圖設計、集成電路芯片制造技術、微電子封裝與測試、表面貼裝工藝與實施、電子線路板實用技術、電子測量儀器使用與維護、C語言、單片機應用技術、FPGA應用技術及實踐。根據微電子技術專業崗位群的職業能力和工作過程要求，重新構建基于工作過程的課程體系。第一、二學期：電路分析、電子技術等基礎課程;第三、四、五學期：集成電路制造技術、電子測量儀器使用與維護、FPGA應用開發實用技術、微電子封裝與測試、 SMT技術、集成電路版圖設計等專業核心課程。

 

4.形成學習情境模式。學習情境是實施基于工作過程系統化的行動導向課程的教學設計，由教師根據學校教學計劃，結合學校的教學設施條件、教師執教能力和專長，由教師按照“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”的行動方式來組織教學，從而促進學生對職業實踐的整體性把握[4]。微電子技術專業核心課程形成的學習情境模式為：①集成電路版圖設計課程以任務為載體形成6個學習情境：N/PMOS晶體管版圖設計、反相器、與非門、或非門版圖設計、觸發器版圖設計、電壓取樣電路版圖設計、比較器版圖設計、DC-DC版圖設計;②集成電路芯片制造技術課程以設備為載體形成8個學習情境：集成電路芯片制造技術工藝流程、硅晶圓制程、硅晶薄膜制備、氧化工藝、摻雜技術、光刻工藝、刻蝕工藝、集成電路芯片品檢;③微電子封裝與測試課程以工藝為載體形成4個學習情境：DIP封裝、BGA封裝、CSP封裝、MCM封裝;④表面貼裝工藝與實施課程以工藝流程為載體形成5個學習情境：SMT工藝流程的基本認知、表面貼裝生產準備、表面貼裝設備操作與編程、表面貼裝品質控制、SMT生產線運行及工藝優化5個學習情境;⑤電子線路板實用技術課程以項目為載體形成3個學習情境：單面板的制圖與制板、簡單雙面板的制圖與制板、復雜雙面板的制圖與制板;⑥電子測量儀器使用與維護課程以電路設備為載體形成9個學習情境：收音機元件準備、收音機電路測試、收音機電路工作狀態檢測、收音機整機調整、收音機裝調使用儀器的保養與維護、電視機元件檢測、電視機電路檢測、電視機的質量檢查、電視機裝調使用儀器的保養與維護;⑦C語言課程以項目為載體形成6個學習情境：編程的基本概念、C語言上機步驟C語言上機步驟、算法的概念、基本數據類型、結構化程序設計、函數的概念;⑧單片機技術及應用課程以任務為載體形成6個學習情境：“跑馬燈”電路分析與實踐、單片機做算術、邏輯運算并顯示、開關信號狀態讀取與顯示電路的制作、交通信號燈電路的設計與制作、產品數量統計電路的設計與制作、兩臺單片機數據互傳;⑨FPGA應用技術及實踐課程以項目為載體形成6個學習情境：課程概述、基于QuartusII的原理圖輸入設計、宏功能模塊應用、基于 QuartusII軟件的VHDL文本輸入設計、VHDL設計、實用狀態機設計。

 

三、試點實施效果分析

 

在教學實施上，重點是加強教師執教能力：教師在教學中的角色應由主宰者轉化為引導者。教師應該主動地引導、疏導和指導學生，學生可以根據自己的興趣愛好，在教師的指導下，充分利用各種資源，相互協作開展對某一問題的學習探討，從而獲得新知識，得到探索的體驗及情感，促進能力全面發展。經過我院近3年的教學實踐，課程教學效果得到顯著提高，學生專業核心能力、崗位適應能力、社會能力顯著提高，“雙證書”提高到100%，專業對口率從原來的48%上升到92%，用人單位滿意度達90%以上。

 

高職院校在辦學過程中要形成特色鮮明的高職辦學模式，課程體系是重要的載體。辦學特色正是通過課程體系的實施來實現的。基于工作過程系統化的課程體系，跟隨產業的發展，調整專業的課程設置，符合職業崗位要求，學生技能顯著提升，同時結合我院的辦學特色，努力探索基于工作過程的高職微電子技術專業課程體系的構建思路和構建策略。

第9篇：集成電路工藝原理范文

關鍵詞：半導體平面工藝;實踐教學;教學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）40-0150-02

一、引言

半導體器件平面工藝技術是60年展起來的一種非常重要的半導體技術[1]。半導體器件平面工藝即：在半導體芯片上通過氧化、光刻、擴散、電極蒸發等一系列流程，制作出晶體管和集成電路;制作的器件和電路都是在芯片表面一層附近處，整個芯片基本上保持是平坦的（實際上，表面存在許多臺階）;制作出的晶體管稱為平面晶體管（相對于臺面晶體管而言），故稱相應的制作工藝為平面工藝[2]。迄今為止，平面工藝已經是制造各種半導體器件與集成電路的基本工藝技術。因此，讓相關專業的本科生了解平面工藝的基本制作工藝有著非常重要的現實意義。

二、平面工藝的發展史

同許多重要的工藝進展一樣，平面工藝也是從前幾代工藝中演變、發展來的。下面分別介紹這幾種半導體器件的制造方法及工藝[3]。

1.生長結方法。該方法是在摻有某種雜質的半導體熔液中生長半導體單晶。通過在生長過程中的某一時刻，突然改變熔液的導電類型來達到生長P-N結的目的。舉例說明如下：例如在含有P型雜質的溶液中生長了一段時間后，投入一顆含有施主雜質的小球，結果，單晶的其余部分長成N型。生長完成后，再把晶體切成含有P-N結的小條。在結型晶體管發明之后的頭幾年，這個方法是極其重要的，但從大批量生產的角度來看，生長結方法不如合金結方法更有效。

2.合金結方法。為了更好理解，我們將舉例說明。在一個N型的半導體片子上放入一個含有受主型雜質的小球，并將它們一起加熱到足夠高的溫度，使得小球以融解或合金的形式摻入到半導體片子中，晶體冷卻之后，小球下面會形成一個受主型雜質飽和的再分布結晶區，這樣就得到了一個P-N結。

這種方法不僅在發明之初是，而且現在仍然是二極管和晶體管（主要是鍺器件）大批量生產中廣為使用的一種方法。但是，隨著科技的發展，對半導體器件性能的要求越來越高，而合金結方法的局限性就暴露出來了，比如，其結的位置總是難以控制。

3.平面工藝。為了探索一種能夠精確控制P-N結位置的方法，擴散結方法就應運而生了。擴散結的形成方式與合金過程有相似之處，即片子的表面是暴露于高濃度雜質源之中的。但擴散結，在這種情況下不發生相變，雜質依靠固態擴散的方式進入半導體晶體內部，而固態擴散則是能夠非常精確地加以控制的。此外，由于二氧化硅薄層能夠有效地掩蔽大多數最重要的受主和施主雜質的擴散，因而半導體幾何圖形的控制精度也大大提高了;另外，二氧化硅薄層還具有能鈍化半導體器件表面的作用，因此，器件受周圍環境影響的弱點可以得到極大的克服，從而提高器件的重復性和穩定性得到了較大的提高。

綜上所述，平面工藝就是利用掩蔽膜，通過光刻技術控制幾何圖形，進行選擇擴散形成P-N結，制造半導體器件的工藝。其具有用固態擴散方法形成結和利用二氧化硅掩膜精確控制器件幾何圖形的優點。

三、課程教學探討

1.課程內容設置。本實驗教學中心開設的半導體器件平面工藝實驗的主要目的是應用平面工藝技術制作半導體二極管，通過對最基本的半導體單元器件的制作來達到讓學生熟悉平面工藝流程，深刻理解平面工藝原理并掌握簡面工藝操作技能的目的。

本實驗教學中心開設的半導體器件平面工藝的具體實驗流程如圖2所示。

（1）首先在Si外延片的表面利用熱氧化的方法生長一層SiO2的氧化層，這層SiO2既起到對雜質的屏蔽作用，又能起到絕緣等保護作用。生長氧化層的時候采用干濕氧交替的方法來達到既保證氧化層厚度又保證氧化層致密性的目的。

（2）通過濕法刻蝕的方法在SiO2層表面刻蝕出擴散窗口，或者稱為P區窗口。

（3）以BN為源，向擴散窗口中進行B擴散。這里一般有兩個過程：一是B預沉積，即，在表面雜質濃度恒定的條件下，將雜質B沉積在Si表面的一無限薄層內，通過擴散時間的控制可以決定雜質總量的多少。這一過程之后，我們通過測量樣片方塊電阻的方法，以確定雜質總量是否合適。二是B再分布，即在雜質總量恒定的條件下，向Si深層進行B擴散，通過擴散時間的控制可以決定雜質擴散的深度。這一過程之后，進行擴散深度的測量，又叫結深測量。

（4）B擴散之后，含有B雜質的區域就成為P型Si，稱為P區。由于B再分布過程是在通氧氣的環境下進行的，因此會在P區表面形成一薄層SiO2，必須通過二次光刻，刻蝕出電極引線孔。

（5）二次光刻后，利用真空蒸發工藝，在器件表面沉積一層金屬Al作為電極。

（6）再進行三次光刻，去掉多余部分的Al，最終形成Al電極。這樣一個簡單的二極管就制作完成了。

（7）最后進行二極管正反向偏置條件下結特性的測量，以確定二極管的性能。

2.課堂教學方法探討。本實驗課的教學方法采用實驗前集中講解和實驗后答疑分析講解相結合的方法。

實驗前的集中講解：講解本實驗的實驗原理、實驗目的、實驗步驟，并提出一些實驗中要涉及到的相關知識，讓學生提早預習。答疑和分析講解：實驗完成后，每個小組要針對自己的實驗過程和結果進行小結，由老師解答學生還存在的疑問，并對實驗結果進行分析。由于本實驗是一個綜合性，研究型的實驗，所以我們在實驗報告的寫作上也進行了一些改革，要求學生以科技論文的方式來完成本課程實驗的實驗報告。這樣的教學方法和形式，能達到教與學的互動和融洽，使師生在教與學的過程中真正溝通，教師能動態地了解學生的實驗情況和要求，也讓教師動態地了解自己的教學效果。

本實驗課的目的是通過氧化、擴散、光刻這三個最基本的半導體平面工序制造出一個完整的半導體二極管，是一個典型的綜合性、研究型實驗。本實驗的功能主要鞏固相關專業的本科生所學的專業基礎知識，了解和掌握半導體器件制備工藝的主要過程，具有一定分析、解決實際工藝問題的能力，激發學生對微電子行業的興趣。因此，在完成本學院本科生必修實驗課程的基礎上，可以部分面向全校學生開放，為跨專業的學生提供與此技術相關的課外選修實驗項目，大學生創新創業項目和開放創新實驗項目等。學生可以根據自己的興趣愛好選修實驗中心提供的實驗項目，也可以根據自己的一些想法，提出完整的實驗方案，實驗中心可以為具有可行性的實驗方案提供場地與儀器設備。畢業班的學生則可以根據自己就業的需要，進行一些實用性的實驗項目或參與科研工作，在實驗教師的指導下，完成科研項目中的一些子項目或功能模塊。使得參與實驗項目學生的動手實踐能力得到較好的鍛煉，培養學生的創新意識，強化學生的動手能力，全面提高學生的綜合素質，為他們今后走向社會，迎接信息時代的挑戰作好充分準備。

四、結論

半導體器件平面工藝實驗課程的開設可以讓學生更加直觀的了解這個行業，加深對前面幾門課程的理解。該實踐課程主要是應用平面工藝技術制作半導體中最基本的器件二極管。學生通過氧化、光刻、擴散、蒸發、結特性測量等一系列實驗，掌握半導體器件的工藝流程。培養學生實際動手能力、獨立處理問題和解決問題的能力，提高學生就業競爭力。

參考文獻：

[1]阮剛.集成電路工藝和器件的計算機模擬――IC TCAD技術概論[M].上海：復旦大學出版社.