CMOS芯片制造工艺虚拟仿真实验，针对《半导体物理与器件》、《新能源材料与器件制备技术》、《光电子材料及应用》、《电子材料与元器件》等经典理论课程教学大纲的教学要求，利用三维仿真及虚拟现实技术，构建芯片工厂漫游及生产工艺流程认知、光刻与刻蚀实验、离子注入实验等三部分实验内容，学生通过在虚拟仿真环境中完成针对芯片生产工艺与装备的一系列实验操作，完成从认识分析到规划设计的实践学习全过程，引导学生对芯片生产过程中的关键工艺形成清晰认识。通过理论学习、仿真实训、考试、用户互动四大模块的设计，使用户能够通过自主学习掌握芯片制作必要过程与技术手段，对芯片领域有更好理解。

虚拟仿真系统主要的功能结构如下图所示：

图1 虚拟仿真系统的功能结构

芯片生产工艺流程认知部分，以真实现代化芯片生产企业为原型，引导学生在虚拟环境中直观探究芯片生产核心工艺及设备，涉及主要知识点如下：

（1） 芯片生产技术及工艺流程；

（2） 光刻技术；

（3） 刻蚀技术；

（4） 元素掺杂——离子注入技术；

（5） 生产辅助设备；

芯片工厂漫游部分，引导学生在虚拟环境中完成芯片工厂参观与芯片生产工艺流程的学习，帮助学生了解芯片厂布局特点、生产要求及芯片生产流程，涉及主要知识点如下：

（1） 芯片的分类；

（2） 我国芯片行业的特点；

（3） 芯片制作流程；

（4） 芯片制作关键工艺与设备；

光刻与刻蚀实验部分，引导学生在虚拟环境中完成芯片的光刻与刻蚀步骤，加深学生对光刻与刻蚀过程和各部件的认识，涉及主要知识点如下：

（1）硅片污染分类与清洗方法；

（2）光刻工艺流程；

（3）光刻胶的种类与应用；

（4）光刻方式与光刻机；

（5）刻蚀方法与原理；

离子注入实验部分，引导学生在虚拟环境中完成N、P阱及源、漏区的制作过程，掌握离子注入的原理和作用，涉及主要知识点如下：

（1）半导体掺杂方法；

（2）离子注入工艺原理；

（3）离子注入工艺与设备；

（4）离子注入工艺在集成电路中的应用。