半导体工艺实验室的建设与管理实践 .pdfVIP

半导体工艺实验室的建设与管理实践

黄展云;陈晖;谢德英;陈弟虎

【摘要】以建设一条“硅工艺教学生产线”为目标,中山大学建立了半导体工艺实

验室.详细介绍了实验室的建设现状,包括分区设置和仪器配备,结合微电子专业特点,

开设了有关课程.从三方面详细阐述了该实验室的建设和管理实践,分别是:建设规范

化实验室、建设安全实验室和建设绿色实验室,有利于实验教学工作顺利、有效和

安全地进行.最后,提出三个需要解决的问题,包括师资队伍的建设、实验室建设工作

计划的完善和开放实验室制度的建立.该实验室的建设,完善了微电子专业的实验教

学,有利于提高学生的实践能力和创新能力.

【期刊名称】《实验室科学》

【年(卷),期】2016(019)006

【总页数】4页(P205-208)

【关键词】工艺实验室;规范化;安全管理;绿色实验室

【作者】黄展云;陈晖;谢德英;陈弟虎

【作者单位】中山大学电子与信息工程学院,广东广州510275;中山大学电子与信

息工程学院,广东广州510275;中山大学电子与信息工程学院,广东广州510275;中

山大学电子与信息工程学院,广东广州510275

【正文语种】中文

【中图分类】G482

以集成电路为核心的微电子产业是信息化带动工业化、加快传统产业结构优化升级

的关键技术和信息社会发展的基石，也是世界高科技竞争的制高点之一，在国民经

济中占据着重要的地位[1]。其中集成电路产业是全球高新技术产业的前沿与核心，

是最具活力和挑战性的战略产业。自2000年以来，在国家政策的大力支持下，我

国集成电路产业得到了高速的发展[2]。伴随着产业迅速发展的步伐，为了迎合产

业的需求，需要大量的应用型专业人才[3-4]。

集成电路就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元

件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。这些电子元件

的制作过程，需要昂贵的设备和苛刻的实验环境条件，运转和维护的费用很大，国

内也仅有几所高校拥有可供教学的集成电路工艺线。对于半导体工艺的实验教学这

一环节，很多时候都是依靠参观集成电路的生产车间，不能参与操作，这对于深化

学生对集成电路有关理论课程，以及提高学生的动手能力、创新能力和团队合作精

神上，是远远不够的[5]。中山大学作为“国家集成电路人才培养基地”之一，在

微电子人才培养方面肩负着重要的使命[6]。因此，中山大学建设了半导体工艺实

验室，在半导体工艺的实验教学方面进行实践。

整个半导体工艺实验过程，采取与企业实际生产相近的流水线，学生分组完成从硅

片到半导体器件的一系列工艺，这有助于培养学生学以致用、团队协作和临场应对

的能力，加深了对现有工艺的了解，使得学生毕业后可以尽快融入企业，满足企业

对人才的需求。

半导体工艺实验室是中山大学新建的一个专业实验室，隶属学校国家级物理实验教

学中心，主要承担物理科学与工程技术学院微电子专业本科生的实验教学工作，同

时也对外开放，为研究生提供科研平台。目标是建设一条“硅工艺教学生产线”，

并在集成电路工艺与平板显示人才培养方面形成特色，达到微电子领域人才培养的

国际化水平。

借鉴国外知名大学(StanfordUniversity)半导体工艺实验教学的内容和流程，结合

物理科学与工程技术学院的实际情况和条件，确定如何建立工艺实验室和配置仪器

设备。

实验室分为五个区域：纯水空调机房区、黄光区、湿法刻蚀区、氧化扩散区和镀膜

区。由于工艺实验主要涉及微米尺度的器件和结构的制作，对实验环境有特定的需

要，具体包括两方面：一是需要洁净实验室，该实验室需要配备专门的隔离空间及

回风过滤系统，因此必须对实验场地进行改造和装修；二是需要为设备配置气动、

工艺气体、吹扫气体等用途的供气管道，保证教学实验设备的正常运行。

目前实验室已配备了实现半导体工艺实验的相关仪器，包括：曝光机、净化显影机、

加热板、匀胶机、湿法刻蚀实验台、超声清洗机、三管扩散炉及其净化塔系统、电

阻蒸发镀膜机；器件外观观察和特性测试仪器包括半导体参数测试仪、薄膜分析仪、

金相显微镜等。

根据物理科学与工程技术学院的专业特点和培养方案，已在实验室开设了“集成电

路制造工艺实验”课程。该课程是后端专业课，对象是高年级的本科生，是在学习

“半导体物理”、“现代半导体器件”和“集成电路和微加工”理论课程之后而开

设的独立实验课，是理论教学的深化和补充，具有很强的实践性。实验室的课程开

设主要是针对本学院的微电子学专业的本科生，一次能容纳30～40