电子学院《微机电系统基础》专业核心课程由中科院半导体所杨晋玲研究员领衔主讲,以及两位副研究员张金英、赵永梅老师倾力参与。课程深刻贯彻科教融合精神,为了让学生对课堂所学基础知识有深入的理解,分别于2016年11月24日下午、12月22日下午,在中科院半导体所集成技术中心让学生进行实例仿真和在超净工艺线中进行MEMS工艺及测试技术讲解,让学生直观、零距离地感受器件设计和制作的关键环节:仿真软件、光刻、干法刻蚀、薄膜生长、封装和集成等微纳器件设计和加工方法。
在实例仿真实践课中,张金英老师和学生一起使用激光多普勒系统测试了自制悬臂梁的谐振频率,让学生掌握了频率测试原理和谐振器的工作原理。然后,让学生使用多物理场有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,通过模型建立、参数设置到网格划分等,计算了悬臂梁的谐振频率,并与多普勒系统的测试结果进行对比和分析,这样,学生对器件理论模拟方法和必要性、与实践的相互关系有了更清晰的认识。
在工艺实践课中,首先,赵永梅老师讲解了超净工艺线洁净度控制的必要性、安全须知和行为规则,让学生了解好的超净工艺环境是决定MEMS器件制作成败的关键。然后,结合课堂介绍的MEMS微纳制造和封装工艺基础知识,现场讲解了MEMS单项工艺技术:光刻基本流程和设备构造,PECVD、磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发、离子束蒸发等薄膜淀积设备的构造和成膜技术特点,深硅浅硅刻蚀、氧化硅刻蚀、III-V族材料刻蚀、金属刻蚀等设备特点和如何根据器件要求选择加工方式。而且,现场介绍了各种薄膜材料测试设备及器件性能测试设备。让学生现场观看了台阶仪测试体硅腐蚀的深度和均匀性、划片工艺,初步了解微纳加工芯片的表观结构;利用自制的MEMS压力传感器产品,让学生们观察了体硅加工的芯片结构、Au线引线键合实现的电学连接、管壳封装效果、器件的静态和温度特性测试环境。通过这些微纳加工和封装测试技术及相关设备原理、特点的介绍,学生们对MEMS制造技术有了更加直观和深刻的了解。
通过实践课程的学习,不但提高了学生们的动手能力,而且还使同学们对课程有更深入的理解,两次实践课圆满结束,取得了很好的效果。