集成電路制造與工藝精選(九篇)
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第1篇：集成電路制造與工藝范文
集成電路是當今信息技術產業高速發展的基礎和源動力，已經高度滲透與融合到國民經濟和社會發展的每個領域，其技術水平和發展規模已成為衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標志之一[1]，美國更將其視為未來20年從根本上改造制造業的四大技術領域之首。我國擁有全球最大、增長最快的集成電路市場，2013年規模達9166億元，占全球市場份額的50%左右。近年來，國家大力發展集成電路，在上海浦東等地建立了集成電路產業基地，對于集成電路設計、制造、封裝、測試等方面的專門技術人才需求巨大。為了適應產業需求，推進我國集成電路發展，許多高校開設了電子科學與技術專業，以培養集成電路方向的專業人才。集成電路版圖設計是電路設計與集成電路工藝之間必不可少的環節。據相關統計，在從事集成電路設計工作的電子科學與技術專業的應屆畢業生中，由于具有更多的電路知識儲備，研究生的從業比例比本科生高出很多。而以集成電路版圖為代表包括集成電路測試以及工藝等與集成電路設計相關的工作，相對而言對電路設計知識的要求低很多。因而集成電路版圖設計崗位對本科生而言更具競爭力。在版圖設計崗位工作若干年知識和經驗的積累也將有利于從事集成電路設計工作。因此，版圖設計工程師的培養也成為了上海電力學院電子科學與技術專業本科人才培養的重要方向和辦學特色。本文根據上海電力學院電子科學與技術專業建設的目標，結合本校人才培養和專業建設目標，就集成電路版圖設計理論和實驗教學環節進行了探索和實踐。
一、優化理論教學方法，豐富教學手段，突出課程特點
集成電路版圖作為一門電子科學與技術專業重要的專業課程，教學內容與電子技術（模擬電路和數字電路）、半導體器件、集成電路設計基礎等先修課程中的電路理論、器件基礎和工藝原理等理論知識緊密聯系，同時版圖設計具有很強的實踐特點。因此，必須從本專業學生的實際特點和整個專業課程布局出發，注重課程與其他課程承前啟后，有機融合，摸索出一套實用有效的教學方法。在理論授課過程中從集成電路的設計流程入手，在CMOS集成電路和雙極集成電路基本工藝進行概述的基礎上，從版圖基本單元到電路再到芯片循序漸進地講授集成電路版圖結構、設計原理和方法，做到與上游知識點的融會貫通。
集成電路的規模已發展到片上系統（SOC）階段，教科書的更新速度遠遠落后于集成電路技術的發展速度。集成電路工藝線寬達到了納米量級，對于集成電路版圖設計在當前工藝條件下出現的新問題和新規則，通過查閱最新的文獻資料，向學生介紹版圖設計前沿技術與發展趨勢，開拓學生視野，提升學習熱情。在課堂教學中盡量減少冗長的公式和繁復的理論推導，將理論講解和工程實踐相結合，通過工程案例使學生了解版圖設計是科學、技術和經驗的有機結合。比如，在有關天線效應的教學過程中針對一款采用中芯國際（SMIC）0.18um 1p6m工藝的雷達信號處理SOC 芯片，結合跳線法和反偏二極管的天線效應消除方法，詳細闡述版圖設計中完全修正天線規則違例的關鍵步驟，極大地激發了學生的學習興趣，收到了較好的教學效果。
集成電路版圖起著承接電路設計和芯片實現的重要作用。通過版圖設計，可以將立體的電路轉化為二維的平面幾何圖形，再通過工藝加工轉化為基于半導體硅材料的立體結構[2]。集成電路版圖設計是集成電路流程中的重要環節，與集成電路工藝密切相關。為了讓學生獲得直觀、準確和清楚的認識，制作了形象生動、圖文并茂的多媒體教學課件，將集成電路典型的設計流程、雙極和CMOS集成電路工藝流程、芯片內部結構、版圖的層次等內容以圖片、Flash動畫、視頻等形式進行展示。
版圖包含了集成電路尺寸、各層拓撲定義等器件相關的物理信息數據[3]。掩膜上的圖形決定著芯片上器件或連接物理層的尺寸。因此版圖上的幾何圖形尺寸與芯片上物理層的尺寸直接相關。而集成電路制造廠家根據版圖數據來制造掩膜，對于同種工藝各個foundry廠商所提供的版圖設計規則各不相同[4]。教學實踐中注意將先進的典型芯片版圖設計實例引入課堂，例如舉出臺灣積體電路制造公司（TSMC）的45nm CMOS工藝的數模轉換器的芯片版圖實例，讓學生從當今業界實際制造芯片的角度學習和掌握版圖設計的規則，同時切實感受到模擬版圖和數字版圖設計的藝術。
二、利用業界主流EDA工具，構建基于完整版圖設計流程的實驗體系
集成電路版圖設計實驗采用了Cadence公司的EDA工具進行版圖設計。Cadence的EDA產品涵蓋了電子設計的整個流程，包括系統級設計、功能驗證、集成電路（IC）綜合及布局布線、物理驗證、PCB設計和硬件仿真建模模擬、混合信號及射頻IC設計、全定制IC設計等。全球知名半導體與電子系統公司如AMD、NEC、三星、飛利浦均將Cadence軟件作為其全球設計的標準。將業界主流的EDA設計軟件引入實驗教學環節，有利于學生畢業后很快適應崗位，盡快進入角色。
專業實驗室配備了多臺高性能Sun服務器、工作站以及60臺供學生實驗用的PC機。服務器中安裝的Cadence 工具主要包括：Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、電路圖設計工具Composer、電路模擬工具Analog Artist、版圖設計工具Virtuoso Layout Editing、版圖驗證工具Dracula 和Diva、自動布局布線工具Preview和Silicon Ensemble。
Cadence軟件是按照庫（Library）、單元（Cell）、和視圖（View）的層次實現對文件的管理。庫、單元和視圖三者之間的關系為庫文件是一組單元的集合，包含著各個單元的不同視圖。庫文件包括技術庫和設計庫兩種，設計庫是針對用戶設立，不同的用戶可以有不同的設計庫。而技術庫是針對工藝設立，不同特征尺寸的工藝、不同的芯片制造商的技術庫不同。為了讓學生在掌握主流EDA工具使用的同時對版圖設計流程有準確、深入的理解，安排針對無錫上華公司0.6um兩層多晶硅兩層金屬（Double Poly Double Metal）混合信號CMOS工藝的一系列實驗讓學生掌握包括從電路圖的建立、版圖建立與編輯、電學規則檢查（ERC），設計規則檢查（DRC）、到電路圖-版圖一致性檢查（LVS）的完整的版圖設計流程[5]。通過完整的基于設計流程的版圖實驗使學生能較好地掌握電路設計工具Composer、版圖設計工具Virtuoso Layout Editor以及版圖驗證工具Dracula和Diva的使用，同時對版圖設計的關鍵步驟形成清晰的認識。
以下以CMOS與非門為例，介紹基于一個完整的數字版圖設計流程的教學實例。
在CMOS與非門的版圖設計中，首先要求學生建立設計庫和技術庫，在技術庫中加載CSMC 0.6um的工藝的技術文件，將設計庫與技術庫進行關聯。然后在設計庫中用Composer中建立相應的電路原理圖（schematic），進行ERC檢查。再根據電路原理圖用Virtuoso Layout Editor工具繪制對應的版圖（layout）。版圖繪制步驟依次為MOS晶體管的有源區、多晶硅柵極、MOS管源區和漏區的接觸孔、P+注入、N阱、N阱接觸、N+注入、襯底接觸、金屬連線、電源線、地線、輸入及輸出。基本的版圖繪制完成之后，將輸入、輸出端口以及電源線和地線的名稱標注于版圖的適當位置處，再在Dracula工具中利用幾何設計規則文件進行DRC驗證。然后利用GDS版圖數據與電路圖網表進行版圖與原理圖一致性檢查（LVS），修改其中的錯誤并按最小面積優化版圖，最后版圖全部通過檢查，設計完成。圖1和圖2分別給出了CMOS與非門的原理圖和版圖。
第2篇：集成電路制造與工藝范文
1 微電子專業介紹
以集成電路設計、制造與應用為代表的微電子學是現展最迅速的高科技應用性學科之一。四川信息職業學院微電子學專業主要是培養掌握集成電路、微電子系統的設計、制造工藝和設計軟件系統，能在微電子及相關領域從事科研、教學、工程技術及技術管理等工作的高級技能人才。
2 加強微電子綜合實訓室建設的必要性
四川信息職業學院在微電子專業教學過程中，之前的實踐性課程主要是以專業課程的實驗形式開展的。比如在集成電路制作工藝實訓、集成電路版圖設計專題實習、集成電路設計基礎及CAD和微電子專業實訓等課程里，學生主要是通過專業仿真軟件、虛擬設備來感知課程的實踐性，無法動手，只能看，不能“摸”。這種按照專業課程劃分實驗課的方式，跟真正的集成電路及半導體器件的制造崗位及其相連崗位環境之間還是有很大差距的，這些實驗只具備虛擬驗證演示，很難使學生的實際動手能力得到鍛煉。學生若是只憑看或是在電腦上虛擬仿真學習微電子知識，而不能對當今集成的電路封裝和測試有一個全方位的認識，這樣的學習效果堪比盲人摸象，自然是很難滿足對應企業的崗位需求的。
為了更貼近市場需求，四川信息職業學院重新制定人才培養方案。通過加強實訓室的建設，來完善職業技術人才的培養機制，從而體現學校的人才培養目標是向社會輸送職業化的高技能型人才。微電子綜合實訓室的創建，促使現有課程的教學模式得以改革，“教學內容工程化”使得學生更好地從技術上手，再到頭腦的理論武裝。
3 微電子綜合實訓室的建設目標與思路
目的就是為四川信息職業學院微電子專業學生的學習和掌握微電子技術知識提供一種有效的技術保障。實驗室的建設要體現四川信息職業學院著眼未來，從科技、環保的角度充分體現可持續發展思想，能夠承載集成電路制作工藝實訓、集成電路版圖設計專題實習、集成電路設計基礎及CAD和微電子專業實訓等課程，注重節約能源和優化環境，極大地提高微電子從宏觀到微觀展示功能，使之成為四川省智能化實驗室典范。
建設思路：結合四川信息職業學院開展實驗的基本功能，從當前實際出發，考慮長期需要，堅持開放性，保證可擴充性，堅持經濟性、實用性，保證可靠性、先進性，模塊化結構、設計靈活、便于維護，基礎建設立足于長遠，應用系統滿足近期需要。
4 微電子綜合實訓室的說明
1）本實驗實訓裝置共分七大系列，每個系列都是以微電子的工藝環節為單位，每一個子系統又都由若干個實訓臺和實訓屏架所組成，每一個實訓臺和實訓屏架都能獨立工作，相關實訓臺和實訓屏架的子系統之間還能互通互聯，進行各種網絡型的綜合實訓及演示。同時每個子系統都能根據自身發展的需要進行獨立升級，而不影響其他各子系統的功能。所以具有較強的先進性、拓展性和開放性。主要設備包含光刻機、超聲波鋁絲焊線機、金絲球焊線機、臺式無鉛回流焊機、絲印機、烘干機、金相試樣拋光機、晶體管圖示儀、四探針電阻率測試儀等。
2）每個實驗實訓裝置子系統都不僅適用于學生進行器材認識和安裝、系統軟硬件操作、版圖設計、光刻掩膜版設計、光刻工藝、光刻缺陷分析及排除等技能的實訓操練，也適用于教師進行實驗和實訓的教學演示、故障設置、學生考核及相應的成績評定等。所以能較好地滿足教學的實用性、方便性和可操作性要求。
3）每個實驗實訓裝置子系統的所有設備和器材均為現實工程中使用的主流產品，不僅具有典型性，并具有較大的市場占有率，一般是集成電路制造廠商比較常用及典型的器材，或是同國家各考證鑒定所的考證設備相一致的器材，品牌一般為國內知名或國外品牌，且全部符合有關國家標準。產品的設計與集成電路制造、測試環境貼近，能夠全面體現集成電路的設計、安裝、連接、設置、調試等的全部過程，能體現職業教育的特點，表現系統的應用效果，構建教、學、用一體化的環境。因此，具有較強的真實性和現場感。
4）每個實驗實訓裝置子系統兼顧集成電路“系統控制制造工藝”及“版圖設計”兩個方面，又以工藝部分為重點。工藝部分全部實現動手操作。在實訓期間，學生著裝進入“車間”；能夠全程虛擬操作和部分動手來實現氧化、擴散和LPCVD工藝以及離子注入與退火；親自完成光刻工藝、刻蝕工藝、濺射工藝；能手工完成電參數測試；整個工作條件要實現超凈環境和動力條件管理。
5 實驗室裝修、UPS電源
四川信息職業學院微電子實驗室保障系統由實驗室裝修、UPS系統、防雷系統和接地系統四部分組成。墻面、地面、天花板均需做防塵、防靜電、恒溫等裝修處理：要求設計成潔凈實驗室（進行無塵、恒溫、恒濕處理）；對潔凈實驗室進行防靜電建筑材料的整體裝修；對潔凈實驗室配備加濕機等靜電防護設備。
配電系統保障設備用電可靠性，預留適當的冗余，單相負荷的配置，三相平衡。設置市電多功能插座，采用防鼠咬電纜。強弱電分開，避免長距離平行走線。電源電波50 Hz波形中，不應混雜其他干擾電波，特別不應有高頻電波干擾。
實驗室內的照明應分正常照明燈、長明燈及應急照明燈三種照明方式。應急照明主要是在正常照明線路上取一路連接到UPS電源上，當發生斷電時即可自動切換到UPS電源。UPS系統的設計目標是為實驗室內設備提供后備電源支持，是整個弱電系統的重要組成部分。
UPS系統的主要功能要求是對電源保護有要求的用電負載分別進行集中供電電源管理，對相應的智能化設備提供純凈、穩定的后備電源，充分保證展館內各弱電系統正常穩定工作。
6 結束語
四川信息職業學院微電子綜合實訓室建成后，創建了教、學、做的實訓平臺，學院微電子技術專業學生的動手本領在模擬真實化工作現場實訓平臺上得到充足的鍛煉，職業本領、操縱技能（對動作方式的一種概括，是按一定的方式反復練習或模仿而形成熟練的技術動作）在集成電路工藝、測試技術的項目實訓中有長足的進步，提升了學生的就業競爭本領，取得很好的成效。
參考文獻
[1]孫興民，趙蘭庚.高職高專院校實訓室建設的探討[J].實驗技術與管理，2005（6）：120-123.
第3篇：集成電路制造與工藝范文
在工作人員的陪同下，我們來到了首鋼nec的小禮堂，進行了簡單的歡迎儀式后，由工作人員向我們講解了集成電路半導體材料、半導體集成電路制造工藝、集成電路設計、集成電路技術與應用前景和首鋼nec有限公司概況，其中先后具體介紹了器件的發展史、集成電路的發展史、半導體行業的特點、工藝流程、設計流程，以及sgnec的定位與相關生產規模等情況。
ic產業是基礎產業，是其他高技術產業的基礎，具有核心的作用，而且應用廣泛，同時它也是高投入、高風險，高產出、規模化，具有戰略性地位的高科技產業，越來越重視高度分工與共贏協作的精神。近些年來，ic產業遵從摩爾定律高速發展，越來越多的國家都在鼓勵和扶持集成電路產業的發展，在這種背景下，首鋼總公司和nec電子株式會社于1991年12月31日合資興建了首鋼日電電子有限公司（sgnec），從事大規模和超大規模集成電路的設計、開發、生產、銷售的半導體企業，致力于半導體集成電路制造（包括完整的生產線――晶圓制造和ic封裝）和銷售的生產廠商，是首鋼新技術產業的支柱產業。公司總投資580.5億日元，注冊資金207.5億日元，首鋼總公司和nec電子株式會社分別擁有49.7％和50.3％的股份。目前，sgnec的擴散生產線工藝技術水平是6英寸、0.35um，生產能力為月投135000片，組裝線生產能力為年產8000萬塊集成電路，其主要產品有線性電路、遙控電路、微處理器、顯示驅動電路、通用lic等，廣泛應用于計算機、程控和家電等相關領域，同時可接受客戶的foundry產品委托加工業務。公司以“協力·敬業·創新·領先，振興中國集成電路產業”為宗旨，以一貫生產、服務客戶為特色，是我國集成電路產業中生產體系最完整、技術水平最先進、生產規模最大的企業之一，也是我國半導體產業的標志性企業之一。
通過工作人員的詳細講解，我們一方面回顧了集成電路相關的基礎理論知識，同時也對首鋼日電的生產規模、企業文化有了一個全面而深入的了解和認識。隨后我們在工作人員的陪同下第一次親身參觀了sgnec的后序工藝生產車間，以往只是在上課期間通過視頻觀看了集成電路的生產過程，這次的實踐參觀使我們心中的興奮溢于言表。
由于ic的集成度和性能的要求越來越高，生產工藝對生產環境的要求也越來越高，大規模和超大規模集成電路生產中的前后各道工序對生產環境要求更加苛刻，其溫度、濕度、空氣潔凈度、氣壓、靜電防護各種情況均有嚴格的控制。
為了減少塵土顆粒被帶入車間，在正式踏入后序工藝生產車間前，我們都穿上了專門的鞋套膠袋。透過走道窗戶首先映入眼簾的是干凈的廠房和身著“兔子服”的工人，在密閉的工作間，大多數ic后序工藝的生產都是靠機械手完成，工作人員只是起到輔助操作和監控的作用。每間工作間門口都有嚴格的凈化和除靜電設施，防止把污染源帶入生產線，以及靜電對器件的瞬間擊穿，保證產品的質量、性能，提高器件產品成品率。接著，我們看到了封裝生產線，主要是樹脂材料的封裝。環氧樹脂的包裹，一方面起到防塵、防潮、防光線直射的作用，另一方面使芯片抗機械碰撞能力增強，同時封裝把內部引線引出到外部管腳，便于連接和應用。
在sgnec后序工藝生產車間，給我印象最深的是一張引人注目的的海報“一目了然”，通過向工作人員的詢問，我們才明白其中的奧秘：在集成電路版圖的設計中，最忌諱的是“一目了然”版圖的出現，一方面是為了保護自己產品的專利不被模仿和抄襲；另一方面，由于集成電路是高新技術產業，毫無意義的模仿和抄襲只會限制集成電路的發展，只有以創新的理念融入到研發的產品中，才能促進集成電路快速健康發展。
在整個參觀過程中，我們都能看到整潔干凈的車間、纖塵不染的設備、認真負責的工人，自始至終都能感受到企業的特色文化，細致嚴謹的工作氣氛、一絲不茍的工作態度、科學認真的工作作風。不可否認，我們大家都應該向他們學習，用他們的工作的態度與作風于我們專業基礎知識的學習中，使我們能夠適應目前集成電路人才的需求。
第4篇：集成電路制造與工藝范文
[關鍵詞]工藝原理 器件模擬與仿真 微電子技術
[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）11-0112-03
0引言
西安郵電大學微電子科學與工程專業源于原計算機系的微電子學專業，2005年開始招收第一屆本科生，專業方向設置偏向于集成電路設計。2013年，根據教育部《普通高等學校本科專業目錄（2012年）》的專業設置，將微電子學專業更名為微電子科學與工程專業。2009年至今，該專業累計培養本科畢業生6屆。根據歷年應屆畢業生就業情況和研究生報考方向，我們發現半導體工藝方向人數比重呈現逐年上升的趨勢。另外，隨著我國經濟的快速發展，中西部地區半導體行業的投資力度也越來越大，例如韓國三星電子有限公司、西安愛立信分公司等落戶西安，半導體人才需求日益增加。
根據2014年，微電子科學與工程專業新一輪培養方案的定位，設置出半導體工藝、集成電路設計兩大課程體系，可實現半導體工藝、集成電路設計和集成電路應用人才的個性化培養。半導體工藝課程體系除設置固體物理、半導體物理學、半導體器件物理等專業基礎課程外，還包含集成電路工藝原理、器件模擬與仿真、集成電路制造與測試和半導體工藝實習等專業課程。本課程體系是微電子技術領域人才培養的核心，旨在培養學生掌握集成電路制造的工藝原理、工藝流程以及實踐操作的能力，同時也是培養具有創新意識的高素質應用型人才的關鍵。
因此，整合集成電路工藝原理與實踐課程體系的教學內容，充分利用微電子技術實驗教學中心現有的硬件環境和優勢資源，加強軟件設施，例如實踐教學具體組織實施方案及考核機制的建設，構建內容健全、結構合理的集成電路工藝原理與實踐課程體系，對微電子科學與工程專業及相關專業的人才，尤其是半導體工藝人才培養的落實和發展具有重要意義。
一、面臨的主要問題和解決措施
（一）教學面臨的主要問題
課程體系是高等學校人才培養的主要載體，是教育思想和教育觀念付諸實踐的橋梁。集成電路工藝原理與實踐課程體系注重理論教學與實踐教學的緊密結合，不僅讓學生充分了解、掌握集成電路制造的基本原理和工藝技術，而且逐步加強學生半導體技術生產實踐能力的培養。然而，該課程體系相關實踐環境建設與運行維護耗費巨大，致使大多數高等院校在該課程體系的教學上僅局限于課堂教學，無法做到理論與實踐相結合。
為解決這一問題，學校經過多方調研考察、洽談協商，與北京微電子技術研究所進行校企合作，建立了半導體工藝聯合實驗室。通過中省共建項目和其他項目對半導體工藝聯合實驗室進一步建設、完善，為微電子科學與工程專業及相關專業本科生提供了良好的工藝實踐平臺。然而，在實際教學過程中，專業課程內容不能模塊化、系統化，理論教學與實踐教學嚴重脫鉤，工程型師資人員匱乏，教學效果不理想。因此，對集成電路工藝原理與實踐課程體系進行深化改革與探索，可謂任重而道遠。
（二）主要的解決措施
1.課程體系整合優化
集成電路工藝原理與實踐課程體系服務于半導體產業快速發展對人才培養的需要。本課程體系以集成電路工藝原理、器件模擬與仿真和工藝實踐為主線，將集成電路工藝原理、半導體器件模擬與仿真、集成電路封裝與測試、新型材料器件課程設計和半導體工藝實習等課程內容進行整合，明確每門課程、知識的相互關系、地位和作用，找到課程內容的銜接點，讓每一門課程都發揮承上啟下的作用，保證半導體人才培養的基本規格和基本質量要求。在此基礎上，設置半導體材料、半導體功率器件、納米電子材料與器件等專業選修課，培養學生的興趣、愛好和特長，以滿足個性化培養需要。
為解決微電子科學與工程專業本科生實踐形式單一、綜合程度不高導致解決實際問題的應用能力不足等現象，集成電路工藝原理與實踐課程體系在力求理論教學與實踐教學有機融合的基礎上，設置微電子學基礎實驗、半導體器件模擬仿真、半導體工藝實習以及新型材料器件課程設計等實踐課程，形成由簡單到綜合、由綜合到創新的遞階實踐教學層次。通過獨立設課實驗、課程設計、科研訓練、生產實習、社會實踐、科技活動和畢業設計等實踐環節達到預期的效果。同時，注重課程形式的綜合化、科研化，提高綜合性、設計性實驗比例，使實踐課程與理論課程并行推進，貫穿整個人才培養過程。
2.考核體系的完善
考核體系總體上包括理論課程考核體系和實踐課程考核體系。目前，理論考核體系已基本成熟。然而，長期以來，我國教育領域由于實踐教學成本高、經費得不到保障，所以考核主體對實踐環節考核的積極性不高、重視程度不夠，導致考核制度不完善。集成電路工藝原理與實踐課程體系在不斷完善理論教學考核體系的同時，尤其注重實踐教學體系的改革。將教學實驗項目的實驗過程、工藝參數和器件性能等列為考核的過程。兼顧定性與定量相結合、過程與結果相結合、課內與課外相結合、考核與考評相結合的原則，不斷完善實踐教學的考核體系，形成以學生為中心的適應學生能力培養和鼓勵探索的多元實踐教學考核體系。該體系能全面、準確地反映學生的應用能力和實際技能，激發學生的學習動力、創新思維和創新精神，促進人才培養質量和水平的提高。
3.教學團隊構建
根據集成電路工藝原理與實踐課程體系對高素質應用型人才培養的需要，本教學團隊秉承“以老帶新”的傳統，為青年教師配備老教授或資深教授作為指導教師。在日常教學過程中，由老教師對年輕教師進行業務指導，負責教學質量的監控與授課經驗的傳授。在老教師的“傳、幫、帶”和示范表率作用下，青年教師間互相聽課、交流教學心得，定期組織教學競賽，體現以人為本，強調德才兼備，營造青年教師良好的教與學氛圍。同時，課程體系團隊積極為任課教師創造條件，加大隊伍培養建設，鼓勵教師走出去，了解企業的運作模式，提高自身的業務能力。目前，已有多位教師到企業參觀交流、參加各種業務能力培訓，取得了多種職業資格認證，教師的業務能力和水平得到大幅提升。
西安郵電大學經過多年建設和培養，形成了一支結構合理、師資雄厚的教學團隊，具有高學歷化、年輕化和工程化的特點。本課程體系現擁有任課教師15名，其中具有博士學位的教師7名，副高以上職稱的教師8名，40歲以下的教師占課程組教師總數的60%，具有工程實踐經驗的教師占課程組教師總數的40%。
4.實驗環境的優化
實驗環境是實踐教學和科學研究的關鍵性場所。根據微電子科學與工程專業半導體工藝、集成電路兩大課程體系對人才培養的需要，微電子技術實驗教學中心下設微電子學實驗教學部和集成電路實驗教學部，共計占地約1300平方米。微電子學實驗教學部下設微電子學基礎實驗室、半導體工藝仿真實驗室、半導體工藝實驗室、微 / 納材料器件實驗室、材料器件分析實驗室。微電子學基礎實驗室，擁有霍爾效應、高頻晶體管測試儀、四探針測試儀等常規設備，可實現微電子學專業基礎實驗。半導體工藝仿真實驗室，配置Silvaco、ISE和EDA等專業仿真軟件，可實現半導體器件工藝參數和性能的仿真。半導體工藝實驗室擁有雙管氧化擴散爐、光刻機、LP-CVD、離子束刻蝕機、磁控濺射臺、高溫快速退火和激光劃片等設備，可實現半導體工藝生產。微 / 納材料器件實驗室設計專業，配備排風、有害氣體報警系統，擁有氣氛熱處理程控高溫爐、納米球磨機、高壓反應釜等設備，可實現多種納米材料器件的制備。材料器件分析實驗室，擁有吉時利4200-SCS半導體特性分析系統、太陽能模擬器和化學工作站等設備，可完成新型材料器件的測試分析。
通過實踐教學資源配置、環境優化，實現了實驗教學中心的整體規劃和布局;針對大型貴重精密設備配備專業操作人員，進行定期的維護和保養;制定大型設備的操作流程和規范，保證實踐教學的順利實施。實驗平臺的建設，將為相關專業的本科生、研究生和教師在實踐教學、科研方面搭建一個良好的學術平臺。
二、改革的特色和預期成果
（一）改革的特色
1.校內實驗平臺的優化
集成電路工藝原理與實踐課程體系的構建，使專業培養方向定位更加明確、教學內容更加明了。尤其是在教學形式上，從教學內容整合、考核體系制定、教學團隊形成和實驗環境優化等進行了多方位、多角度的改革探索。圍繞集成電路工藝原理、半導體器件模擬與仿真和半導體工藝生產實踐教學內容為主線，保證半導體人才培養的基本規格和基本質量要求;利用選修課實現學生專業個性化培養。通過合理設置理論課程與實踐課程比例、課內課程與課外課程比例，可有效地控制教學內容的穩定性、機動性，推進課程內容的重組與融合。同時，引領學生獨立思考、主動探索，激發學生的創新意識和提高學生解決實際問題的能力。
2.校企合作實驗平臺的構建
在校內實踐教學的基礎上，微電子技術實驗教學中心先后與西安芯派電子科技有限公司、西安西谷微電子有限責任公司等微電子器件及測試公司建立了良好的交流合作關系。這些關系的建立，可使微電子科學與工程專業的學生在校外公司，例如在西安芯派電子科技有限公司進行半導體器件再流焊工藝的實習。校內外互補的工藝實踐體系構件，使學生不僅掌握集成電路工藝實踐基本知識和原理，更能夠掌握實際行業內集成電路工藝中需要考慮的系列問題，從而培養了工程的思維方式。
（二）改革的預期成果
1.達到理論與實踐教學的有機融合
理論學習是知識傳遞過程，實踐則是知識吸收過程。實踐環節教學能鞏固、加深學生對課堂上所學知識的理解，培養學生的實踐技能。集成電路工藝原理與實踐課程體系，將課程體系教學內容按層次分為半導體工藝原理、器件模擬與仿真和半導體工藝實踐三個主要部分。通過半導體工藝原理的學習，掌握材料器件的基本參數、性能和制備方法;通過器件模擬與仿真，了解各種制備方法、工藝參數和器件性能之間的關系;通過半導體工藝實踐，充分調動學生的學習積極性、主動性和創造性，從而有效地加深對理論知識的理解，鍛煉實際動手能力。通過理論和實踐的有機融合，可有效培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
2.實現教學的開放性
集成電路工藝原理與實踐課程體系，在理論教學方面，打破傳統課堂教學的局限性，充分利用現代多媒體技術，實現網絡教學。通過網絡教學系統，開展互動學習的教學模式。將傳統教學活動如批改作業、討論答疑和查閱資料等傳到網絡教學系統上;開發試題庫，建設合理的測試系統。在實踐教學方面，將部分實踐教學環節以錄像的形式上傳到網站上供學生學習、參考，部分實驗室實行全天候的開放，學生自主學習、管理。通過興趣小組、創新項目和開放性實驗等多種方式，形成團隊教師定期指導、高年級學生指導低年級學生的滾動機制，激發學生潛在的學習能力、創新意識，提高學生的學習興趣和實踐動手能力，為我校培養微電子技術領域高素質應用型人才奠定基礎。
三、結語
根據西安郵電大學2014年微電子科學與工程專業新一輪培養方案的定位及社會發展對半導體人才培養的客觀要求，本文提出集成電路工藝原理與實踐課程體系改革。本課程體系以半導體工藝原理、器件模擬與仿真和半導體工藝實踐為主線，對教學內容進行整合、修訂和完善，保證半導體人才培養的基本規格和質量要求。根據現有實驗環境、實驗設備和優勢資源，進行資源優化配置，完成微電子技術實驗教學中心的整體規劃布局。通過師資隊伍的建設、切實可行的實踐教學管理制度的制定，明確任課教師的職責，出臺實踐教學質量考核標準，加強實踐教學環節的時效性。通過上述諸要素的相互協調、配合，實現集成電路工藝原理與實踐課程體系“非加和性”的整體效應，促進微電子技術領域應用型人才培養質量和水平的提高。
[ 參 考 文 獻 ]
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[3] 別敦榮，易夢春.中國高等教育發展的現實與政策應對[J].清華大學教育研究，2014（1）：11-13.
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第5篇：集成電路制造與工藝范文
本文以微電子專業人才培養為例，針對我校微電子專業教學資源庫的建設，從微電子的需要來說明其重要性，通過與企業聯合分析職業崗位的工作內容、工作崗位、工作職業技能來合理開設學校的相關課程，來培養專業性技術人才的學生[1]。
現狀與背景分析
國家的需求。微電子技術都是高科技、高風險、高投入、高利潤的行業，而且是一個國家、地區科技、經濟實力的反映，美國就是以集成電路設計、制造為核心的地區，讓美國擁有了世界上一流的計算機和IT核心技術，為此，中國于1998年下發了《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》的18號文件，大力支持、鼓勵我國微電子產業發展。
企業的需求。從2005年8月的西永微電子園的建立，北大方正FPC等十大項目的建設，200億資金的投入。到2015年4月8號，東方重慶8.5代新型半導體顯示器件及系統項目，在重慶兩江新區水土工業開發區舉行產品投產暨客戶交付活動。該項目總投資328億，為重慶近年來最大投資項目。如此浩大的產業發展，必將大量需求各階層微電子技術人才[2]。
高職學院自身的需求。近幾年，高職教育在改革和發展中取得許多可喜的成果。但是專業不對口，學生興趣缺乏，企業抱怨人才不足，應屆畢業生的實踐技能不夠等相關問題也成為我們教學的薄弱環節。基于職業崗位來分析，才能真正讓學生畢業更快的適應工作環境，解決專業不對口問題。
高職學生的需求。高職學生都期望通過學校專業課程學習，找到一份合適的工作。學生也在思考如何將專業知識轉化成專業能力，如何消化書本內容。學生期望能學習在以后的工作崗位更實用的課程內容。因此基于職業崗位分析構建微電子專業課程，能更好的教學，讓學生明確的學習提升自己的能力，同時幫助學生就業，解決專業不對口等問題。
研究內容、目標、要解決的教學問題
研究內容和目標。通過往屆畢業學生的就業情況分析對應的崗位，找出專業不對口，或者就業工作不影響的主要問題。通過修改課程教學模式，提高學生興趣，激發主觀能動性。通過調研會邀請重慶44所，24所，西南集成設計有限公司等從事微電子行業的公司，分析高職學生通過學生什么課程能快速適應崗位，達到合理構建微電子課程來使高職學生具有對應的崗位能力，從而有效地培養微電子人才[3]。
要解決的教學問題。激發學生對課程的興趣，提升主觀能動性；學生不僅掌握對應崗位的理論知識，也要有熟練對應崗位的實際動手能力；調研企業崗位，分析微電子集成電路設計課程的建設；調研全國高職微電子課程開設，合理調整集成電路設計課程。
采取的分析方法
文獻研究法：利用網絡、報刊等媒介，搜集與課堂教學模式相關的專著、論文等文獻資料，掌握課堂教學模式研究，掌握相關理論知識和國內外對課堂教學模式研究現狀。
企業調研法：派成員組去江蘇，上海，成都等微電子發達區域了解微電子產業發展對應的崗位需求。在我校組織的微電子行業專家職業分析研討會，邀請重慶24所、44所、西南集成有限公司、鷹谷光電等行業專家從微電子高職學生崗位需要來分析，構建微電子專業課程建設[4]。
實驗教學法：用微課進行微電子專業課程的建設，利用我校作為西南地區唯一的仿生產工藝線，以及封裝測試線，配套生動形象來表達上課內容。“校企合作，工學結合”，讓學生直接企業頂崗實習，驗證微電子專業課程建設對應崗位的合理性，優化調整。通過微電子相關的職業技能大賽嵌入式比賽等等提升學生興趣，對應的課程建設學習。
微電子專業課程建設
本校通過與微電子多個企業聯合分析，將微電子專業課程分成集成電路制造、集成電路設計、集成電路封裝、集成電路測試、半導體行業設備維護、半導體安全生產管理等相關方向，然后轉為為A、B、C三類課程，由最基礎的理論知識，如計算機使用，英語閱讀，電路分析，工具使用到專業性技能的操作和綜合職業技能的培養。
A類課程轉換分析表提供的職業需求信息為基礎，并依據課程的需要可補充相關理論知識信息，使課程具有理論知識的相對系統性和完整性。如分半導體器件物理，半導體集成電路，工程制圖，電子材料，SMT工藝等基礎課程。
B類課程的目的是培養基本技能。可以通過集成電路版圖設計實訓，集成電路生產工藝實訓，集成電路封裝工藝實訓，集成電路測試實訓，自動化生產線安裝與調試實訓等課程培養學生的基本技能。
C類課程的目的是培養綜合職業能力，也稱為綜合職業能力課程。通過學習集成電路制造工藝，半導體工廠設計與管理，集成電路封裝工藝，半導體工藝設備，集成電路的可靠性等相關課程來培養學生的綜合職業能力，從工藝到測試，電路到自動化的職業系統化培養。
第6篇：集成電路制造與工藝范文
1什么是微電子技術
微電子技術是在電子電路和電子系統的超小型化及微型化過程中逐漸形成和發展起來的，以集成電路為核心的電子技術。是由電路設計、工藝技術、檢測技術、材料配置及物理組裝等形成的技術體系。
2微電子技術的特征
微電子技術是在傳統的電子技術基礎上發展起來的。之所以稱之為“微電子”，顧名思義就是由于它是在微小的范疇內的一種先進技術，其特征是“四微”：
（1）它對信號的加工處理是在一種固體內的微觀電子運動中實現的；
（2）它的工作范圍是固體的微米級甚至晶格級微區；
（3）對信號的傳遞交換只在極微小的尺度內進行；
（4）它的容積很大，可以把一個電子功能部件，甚至一個子系統集成在一個微型芯片上。總之，微電子技術是指在幾乎肉眼看不見的范圍內進行工作的一種獨特而神奇的特種技術。
3微電子的發展趨勢
當代微電子技術正在向著高集成度、高速、低功耗、低成本的方向發展。它的進步主要借助于以下幾個方面：
3.1制造工藝的改進
在制造工藝方面由最初的單層平面分布發展到后來的多層工藝（有多層高密度和多層多功能兩種方式），以降低成本，增加功能。采用人工超晶格工藝（一種用人工控制晶體晶格大小制造晶體的新工藝），制造的器件叫超晶格半導體器件。這種器件的速度比硅半導體器件快10-100倍。使用敏感集成電路（在一塊芯片上同時集成各種敏感元件及外圍電路），可以縮小體積，降低成本，提高可靠性，增加功能。系統的集成方法將從二維結構向三維立體結構發展，這樣會實現集成度的新突破，為集成電路的發展拓出一條新的可行之路。集成電路面世以來便以集成度每三年便翻兩番的摩爾定律發展。
3.2材料的更新
科學家正廣泛地探索以新材料取代硅晶體的可行途徑。隨著微電子技術的高速發展，硅材料的局限性已逐步暴露出來。采用砷化鎵、磷化銦等氧化物半導體材料和超導材料、金剛石材料制造集成電路，可以提高集成電路的開關速度、抗輻射能力和工作溫度（金剛石集成電路可在500℃-700℃下正常工作）。2000年2月12日，德國埃森大學和漢諾威大學宣布聯合研制成功在硅板上生長鍺半導體，由此制成的集成電路其開關速度將大大快于硅集成電路。同時，采用在有機物原子的化學鏈中儲存信息的技術所研制的“生物芯片”也取得了一些進展。
3.3芯片尺寸的增大
芯片尺寸的增大可為集成度的提高提供物質基礎，并且芯片尺寸越大，集成電路的平均成本越低。1998年，芯片尺寸已由原來的3-4英寸，增大到8-10英寸。目前已經達到12英寸。預計今后幾年芯片的容量將達到令人震驚的程度，即一個芯片上可包含10億個元件，其電路僅有幾個原子那么薄。這必然會帶來芯片功能密度和性能價格比的大幅度提高。
4微電子技術發展需要突破的技術層次
（1）微細加工關鍵的加工工藝---光刻技術還是一個大問題。
（2）互連技術的可靠性問題還有待研究開發。
（3）新型器件結構新型材料體系還大有潛力刻挖。
5微電子技術的廣泛應用
微電子技術不僅使電子設備和系統的微型化成為可能，更重要的是它引起了電子設備和系統的設計、工藝、封裝等的巨大變革。所有的傳統元器件，如晶體管、電阻、連線等，都將以整體的形式互相連接，設計的出發點不再是單個元器件，而是整個系統或設備。
除了計算機以外，微電子技術在其他方面的應用也是相當廣泛的。從通信衛星、軍事雷達、無人機、信息高速公路，到程控電話、手機、GPS，從氣象預報、遙感、遙測、醫療衛生、能源、交通，到環境工程、自動化生產、日常生活，各個領域無不滲透著微電子技術。
微電子技術對電子產品的消費者市場也產生了深遠的影響。價廉、可靠、體積小、重量輕的微電子產品層出不窮。而落戶于各式各樣的普及型產品之中，進入普通百姓家。例如電子玩具、游戲機、學習機以及其他家用電器產品等。就連汽車這種傳統的機械產品也滲透進了微電子技術，采用微電子技術的電子引擎監控系統、汽車安全防盜系統、現代汽車上有時甚至要有十幾到幾十個微處理器。
微電子技術發展日新月異，令人興奮不已。它對我們工作、生活和生產的影響無法估量。
參考文獻
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[2]宗占國主編.第二章：微電子技術與計算機技術[M].北京：高等教育出版社，2008（05）.
作者單位
92823部隊二中隊海南省三亞市572021
第7篇：集成電路制造與工藝范文
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8篇：集成電路制造與工藝范文
關鍵詞： 電路版圖設計； 電路分割設計； 厚膜混合集成電路； 厚膜工藝
中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）04?0118?03
Circuit layout design based on thick?film process
PU Ya?fang
（Shaanxi HuaJing Microelectronics Co.， Ltd， Xi’an 710065， China）
Abstract： The printed circuit board （PCB） technology is applied to circuit design generally. If it is combined with thick?film process， the circuit layout design， in which the complicated connection and many devices are mounted in its limited room， can be implemented. The outstanding advantages of the thick?film hybrid circuit were demonstrated by theoretical analysis of three defferent design schemes of circuit layout design. It is the unique one which can meet the requirement of the circuit design scheme. According to the boundary dimension requirement of the circuit， the circuit performance and device encapsulation mode were considered thoroughly， and the rationality and realizability of the design scheme were validated by reasonable circuit segmenting design and layout design. The outstanding superiority of thick?film process was reflected in the circuit layout design. The difficulty that the conventional methods for circuit layout design could not overcome was solved easily .
Keywords： circuit layout design； circuit segmenting design； thick?film hybrid circuit； thick?film process
0 引 言
隨著電子技術的飛速發展，對電子設備、系統的組裝密度的要求越來越高，對電路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。電子產品不斷地小型化、輕量化、多功能化。除了集成電路芯片的集成度越來越高外，電路結構合理的版圖設計在體積小型化方面也起著舉足輕重的作用。
1 厚膜工藝技術簡述
厚膜工藝技術是將導電帶和電阻通過絲網漏印、燒結到陶瓷基板上的一種工藝技術[1]。
厚膜混合集成電路是在厚膜工藝技術的基礎上，將電阻通過激光精調后，再將貼片元器件或裸芯片裝配到陶瓷基板上的混合集成電路[2]。
厚膜混合集成電路基本工藝流程圖見圖1。
圖1 厚膜工藝流程圖
厚膜工藝與印制板工藝比較見表1。
2 電路版圖設計
2.1 設計要求
將電路原理圖（圖2，圖3）平面化設計在直徑為34 mm的PCB板上（對電路進行分析后無需考慮相互干擾），外形尺寸圖見圖4。其中：序列號及電源為需要引出的引腳。
表1 厚膜工藝與印制板工藝比較
圖2 原理圖（1）
圖3 原理圖（2）
圖4 外形尺寸圖
2.2 設計步驟
2.2.1 分類清點電路中的元器件數量
分類清點電路中的元器件數量見表2。
表2 元器件數量
2.2.2 確定電路設計方案
根據電路原理圖，對以下3個方案逐一進行分析：
（1） 方案1：在印制板上雙面布線
簡單計算一下各種元器件所占面積：貼片電阻電容：4.8×46=220.8 mm2；貼片二三極管：8.9×5=44.5 mm2；
貼片集成電路：77×3+72=303 mm2；貼片運算放大器：33.44×11=367.84 mm2；電 位 器： 38×4=152 mm2；晶振：16 mm2。
元器件的總面積：220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。
印制板的可利用面積（單面）：3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。
很顯然，利用雙面布局布線，印制板的面積遠遠滿足不了設計的需要。另外，印制板為圓形，元件布局時面積的利用率更低。所以僅僅利用印制板的面積來進行平面化設計，理論上不可行。
（2） 方案2：印制板上安裝雙列直插式厚膜電路模塊
采用厚膜工藝和印制板工藝相結合的方法進行布局布線。首先將電路原理圖進行合理分割，確定要利用厚膜工藝進行設計的那部分電路，剩余部分電路則布線到印制板上。用厚膜工藝的電路，在陶瓷基板上采用雙面布線，組裝貼片元器件，可以增大布線的面積。然而，為了和印制板結合起來，雙列直插式厚膜電路模塊的引出端數目需求較多，采用最多的引出腳數量，也滿足不了印制板與厚膜電路電連接的需要。
若采用裸芯片元件進行布線，則必須采用金屬全密封封裝。由于金屬外殼的存在，導致基片的面積變得更小，模塊的引出端數目隨之減少。另外，裸芯片的電路只能采用單面布線，這樣不能滿足元件放置的需要，更不可能實現布線的需求。
所以該方案也不可行。
（3） 方案3：印制板上安裝2個單列直插式厚膜電路模塊
由方案1和方案2得知：
（1） 必須在印制板上安裝厚膜電路模塊；
（2） 采用2個單列直插式厚膜電路模塊，且均采用雙面布線。
2個單列直插式厚膜電路模塊和1個雙列直插式模塊進行比較，雖然引出腳數目相等，但2個單列直插式電路比1個雙列直插式電路的布線面積增大了1倍。對于圓形的印制板，將2個厚膜電路模塊平行放置在直徑上和與直徑平行的最近位置，就可以保證厚膜電路模塊和印制板之間的過渡線數目最多，且高度不會超過允許高度。經驗證，這樣的布局達到了厚膜電路模塊和印制板上電路連接的需要，而且所有元件達到合理放置。
所以，方案3是可行的。
2.2.3 電路版圖設計過程[3?4]
根據印制板外形尺寸的要求，2個單列直插式厚膜電路模塊的陶瓷基片分別選用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm兩種，根據電路的工作原理，對2個電路原理圖進行合理分割，可調元器件和大體積元件放置在印制板上，不可調部分分別放置在兩個陶瓷基片上，經過合理布圖，陶瓷基板上PCB圖分別見圖5，圖6。
圖5 厚膜電路1（正面和反面）
圖6 厚膜電路2（正面和反面）
紅色為一次導體，淺綠色為介質，深藍色，紅色為一次導體，湖藍色為介質，為二次導體，其余顏色為厚膜電阻，紫色為二次導體，其余顏色為厚膜電阻，共有13個引出腳。共有12個引出腳。
將兩個厚膜電路模塊按照厚膜電路的工藝進行封裝完成后，作為印制板上的兩個元器件，將其與厚膜電路模塊外的元件在印制板上進行布局布線設計，即可完成整個電路的版圖設計，并達到了設計要求。整個產品的印制板裝配圖見圖7。
圖7中，W1～W4為電位器，X為晶振，J1和J2分別為兩塊單列直插式厚膜電路模塊。C2為片式鉭電容，U7為SO?8集成電路，R*為片電容，其余為引出腳。
圖7 印制板裝配圖
3 結 語
在電路版圖的設計過程中，充分考慮到調試的需要，將需調試的元件和體積較大的元件放置在印制板上，無需調試的小體積元件放置在厚膜電路模塊里，使得僅利用印制板難以完成的布圖任務因巧妙利用厚膜工藝集成而大大縮小了產品的體積，從而實現了復雜電路體積小型化的目的，而且使產品美觀，調試方便。
厚膜技術從早期應用在航空航天、衛星通信等領域，發展到現在的汽車、家用電器、音響設備等工業領域，無不說明厚膜工藝技術有著很好的發展前景和實用價值。
參考文獻
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第9篇：集成電路制造與工藝范文
預計在未來10到20年，微電子器件抗輻射加固的重點發展技術是：抗輻射加固新技術和新方法研究；新材料和先進器件結構輻射效應；多器件相互作用模型和模擬研究；理解和研究復雜3－D結構、系統封裝的抗輻射加固；開發能夠降低測試要求的先進模擬技術；開發應用加固設計的各種技術。本文分析研究了微電子器件抗輻射加固設計技術和工藝制造技術的發展態勢。
2輻射效應和損傷機理研究
微電子器件中的數字和模擬集成電路的輻射效應一般分為總劑量效應（TID）、單粒子效應（SEE）和劑量率（DoesRate）效應。總劑量效應源于由γ光子、質子和中子照射所引發的氧化層電荷陷阱或位移破壞，包括漏電流增加、MOSFET閾值漂移，以及雙極晶體管的增益衰減。SEE是由輻射環境中的高能粒子（質子、中子、α粒子和其他重離子）轟擊微電子電路的敏感區引發的。在p－n結兩端產生電荷的單粒子效應，可引發軟誤差、電路閉鎖或元件燒毀。SEE中的單粒子翻轉（SEU）會導致電路節點的邏輯狀態發生翻轉。劑量率效應是由甚高速率的γ或X射線，在極短時間內作用于電路，并在整個電路內產生光電流引發的，可導致閉鎖、燒毀和軌電壓坍塌等破壞［1］。輻射效應和損傷機理研究是抗輻射加固技術的基礎，航空航天應用的SiGe，InP，集成光電子等高速高性能新型器件的輻射效應和損傷機理是研究重點。研究新型器件的輻射效應和損傷機理的重要作用是：1）對新的微電子技術和光電子技術進行分析評價，推動其應用到航空航天等任務中；2）研究輻射環境應用技術的指導方法學；3）研究抗輻射保證問題，以增加系統可靠性，減少成本，簡化供應渠道。研究的目的是保證帶寬／速度不斷提升的微電子和光（如光纖數據鏈接）電子電路在輻射環境中可靠地工作。圖1所示為輻射效應和損傷機理的重點研究對象。研究領域可分為：1）新微電子器件輻射效應和損傷機理；2）先進微電子技術輻射評估；3）航空航天抗輻射保障；4）光電子器件的輻射效應和損傷機理；5）輻射測試、放射量測定及相關問題；6）飛行工程和異常數據分析；7）提供及時的前期工程支持；8）航空輻射效應評估；9）輻射數據維護和傳送。
3抗輻射加固設計技術
3．1抗輻射加固系統設計方法
開展抗輻射加固設計需要一個完整的設計和驗證體系，包括技術支持開發、建立空間環境模型及環境監視系統、具備系統設計概念和在軌實驗的數據庫等。圖2所示為空間抗輻射加固設計的驗證體系。本文討論的設計技術范圍主要是關于系統、結構、電路、器件級的設計技術。可以通過圖2所示設計體系進行抗輻射加固設計：1）采用多級別冗余的方法減輕輻射破壞，這些級別分為元件級、板級、系統級和飛行器級。2）采用冗余或加倍結構元件（如三模塊冗余）的邏輯電路設計方法，即投票電路根據最少兩位的投票確定輸出邏輯。3）采用電路設計和版圖設計以減輕電離輻射破壞的方法。即采用隔離、補償或校正、去耦等電路技術，以及摻雜阱和隔離槽芯片布局設計；4）加入誤差檢測和校正電路，或者自修復和自重構功能；5）器件間距和去耦。這些加固設計器件可以采用專用工藝，也可采用標準工藝制造。
3．2加固模擬／混合信號IP技術
最近的發展趨勢表明，為了提高衛星的智能水平和降低成本，推動了模擬和混合信號IP需求不斷增加［2］。抗輻射加固模擬IP的數量也不斷增加。其混合信號IP也是相似的，在高、低壓中均有應用，只是需在不同的代工廠加工。比利時IMEC，ICsense等公司在設計抗輻射加固方案中提供了大量的模擬IP內容。模擬IP包括抗輻射加固的PLL和A／D轉換器模塊，正逐步向軟件控制型混合信號SoCASIC方向發展。該抗輻射加固庫基于XFab公司180nm工藝，與臺積電180nm設計加固IP庫參數相當。TID加固水平可以達到1kGy，并且對單粒子閉鎖和漏電流增加都可以進行有效加固。
3．3SiGe加固設計技術
SiGeHBT晶體管在空間應用并作模擬器件時，對總劑量輻射效應具有較為充分和固有的魯棒性，具備大部分空間應用（如衛星）所要求的總劑量和位移效應的耐受能力［3］。目前，SiGeBiCMOS設計加固的熱點主要集中在數字邏輯電路上。SEE／SEU會對SiGeHBT數字邏輯電路造成較大破壞。因此，這方面的抗加設計技術發展較快。對先進SiGeBiCMOS工藝的邏輯電路進行SEE／SEU加固時，在器件級，可采用特殊的C－B－ESiGeHBT器件、反模級聯結構器件、適當的版圖結構設計等來進行SEE／SEU加固。在電路級，可使用雙交替、柵反饋和三模冗余等方法進行加固設計。三模冗余法除了在電路級上應用外，還可作為一種系統級加固方法使用。各種抗輻射設計獲得的加固效果各不相同。例如，移相器使用器件級和電路級并用的加固設計方案，經過LET值為75MeV•cm2／mg的重粒子試驗和標準位誤差試驗后，結果顯示，該移相器整體抗SEU能力得到有效提高，對SEU具有明顯的免疫力。
4抗輻射加固工藝技術
目前，加固專用工藝線仍然是戰略級加固的強有力工具，將來會越來越多地與加固設計結合使用。因為抗輻射加固工藝技術具有非常高的專業化屬性和高復雜性，因此只有少數幾個廠家能夠掌握該項技術。例如，單粒子加固的SOI工藝和SOS工藝，總劑量加固的小幾何尺寸CMOS工藝，IBM的45nmSOI工藝，Honeywe1l的50nm工藝，以及BAE外延CMOS工藝等。主要的抗輻射加固產品供應商之一Atmel于2006年左右達到0．18μm技術節點，上一期的工藝節點為3μm。Atmel的RTCMOS，RTPCMOS，RHCMOS抗輻射加固專用工藝不需改變設計和版圖，只用工藝加固即可制造出滿足抗輻射要求的軍用集成電路。0．18μm是Atmel當前主要的抗輻射加固工藝，目前正在開發0．15μm技術，下一步將發展90nm和65nm工藝。Atmel采用0．18μm專用工藝制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存儲器、加固處理器等，如圖3所示。
5重點發展技術態勢
5．1美國的抗輻射加固技術
5．1．1加固設計重點技術
美國商務部2009年國防工業評估報告《美國集成電路設計和制造能力》，詳細地研究了美國抗輻射加固設計和制造能力［4］。擁有抗輻射加固制造能力的美國廠商同時擁有抗單粒子效應、輻射容錯、抗輻射加固和中子加固的設計能力。其中，擁有抗單粒子效應能力的18家、輻射容錯14家、輻射加固10家，中子加固9家。IDM公司是抗輻射加固設計的主力軍，2006年就已達到從10μm到65nm的15個技術節點的產品設計能力。15家公司具備10μm～1μm的設計能力，22家公司具備1μm～250nm的設計能力，24家公司具備250nm～65nm設計能力，7家公司的技術節點在65nm以下，如圖5所示。純設計公司的抗輻射加固設計能力較弱。美國IDM在設計抗輻射產品時所用的材料包括體硅、SOI，SiGe等Si標準材料，和藍寶石上硅、SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物、非結晶硅等非標準材料兩大類。標準材料中使用體硅的有23家，使用SOI的有13家，使用SiGe的有10家。使用非標準材料的公司數量在明顯下降。非標材料中，GaN是熱點，有7家公司（4個小規模公司和3個中等規模公司）在開發。SiC則最弱，只有兩家中小公司在研發。沒有大制造公司從事非標材料的開發。
5．1．2重點工藝和制造能力
美國有51家公司從事輻射容錯、輻射加固、中子加固、單粒子瞬態加固IC產品研制。其中抗單粒子效應16家，輻射容錯15家，抗輻射加固12家，中子加固8家。制造公司加固IC工藝節點從10μm到32nm。使用的材料有標準Si材料和非標準兩大類。前一類有體硅、SOI和SiGe，非標準材料則包括藍寶石上硅，SiC，GaN，GaAs，InP，銻化物和非晶硅（amorphous）。晶圓的尺寸有50，100，150，200，300mm這幾類。抗輻射加固產品制造可分為專用集成電路（ASIC）、柵陣列、存儲器和其他產品。ASIC制造能力最為強大，定制ASIC的廠商達到21家，標準ASIC達到13家，結構化ASIC有12家。柵陣列有：現場可編程陣列（FPGA）、掩膜現場可編程陣列（MPGA）、一次性現場可編程陣列（EPGA），共19家。RF／模擬／混合信號IC制造商達到18家，制造處理器／協處理器有11家。5．1．3RF和混合信號SiGeBiCMOS據美國航空航天局（NASA），SiGe技術發展的下一目標是深空極端環境應用的技術和產品，例如月球表面應用。這主要包括抗多種輻射和輻射免疫能力。例如，器件在＋120℃～－180℃溫度范圍內正常工作的能力。具有更多的SiGe模擬／混合信號產品，微波／毫米波混合信號集成電路。系統能夠取消各種屏蔽和專用電纜，以減小重量和體積。德國IHP公司為空間應用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工藝SGB25RH［5］，其工作頻率達到20GHz。包括專用抗輻射加固庫輻射試驗、ASIC開發和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工藝可達到250GHz／300GHz的ft／fmax。采用該技術，可實現SiGeBiCMOS抗輻射加固庫。
5．2混合信號的抗輻射加固設計技術
如果半導體發展趨勢不發生變化，則當IC特征尺寸向90nm及更小尺寸發展時，混合信號加固設計技術的重要性就會增加［6］。設計加固可以使用商用工藝，與特征尺寸落后于商用工藝的專用工藝相比，能夠在更小的芯片面積上提高IC速度和優化IC性能。此外，設計加固能夠幫助設計者擴大減小單粒子效應的可選技術范圍。在20～30年長的時期內，加固設計方法學的未來并不十分清晰。最終數字元件將縮小到分子或原子的尺度。單個的質子、中子或粒子碰撞導致的后果可能不是退化，而是整個晶體管或子電路毀壞。除了引入新的屏蔽和／或封裝技術，一些復雜數字電路還需要具備一些動態的自修復和自重構功能。此外，提高產量和防止工作失效的力量或許會推動商用制造商在解決這些問題方面起到引領的作用。當前，沒有跡象表明模擬和RF電路會最終使用與數字電路相同的元件和工藝。因此，加固混合信號電路設計者需要在模擬和數字兩個完全不同的方向開展工作，即需要同時使用兩種基本不同的IC技術，并應用兩種基本不同的加固設計方法。
6結束語
