光電材料三維虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)簡介
根據(jù)學(xué)校光電工程學(xué)院的專業(yè)設(shè)置，北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司提供如下全套虛擬仿真實驗教學(xué)管理中心軟件建設(shè)解決方案。主要包含集成電路原理演示模塊、硅熱氧化工藝模塊、擴散工藝模塊、硅片清洗工藝模塊、濕法刻蝕工藝模塊和集成電路芯片工藝模塊。這些實驗?zāi)K以培養(yǎng)集成電路人才為目標(biāo)，由淺入深，覆蓋基礎(chǔ)型、專業(yè)型、特色創(chuàng)新型等不同層次與深度。
開放式網(wǎng)上材料光電材料工程虛擬實驗室軟件是以理論知識為指導(dǎo)，以計算機仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托而建立的一種新型實驗教學(xué)系統(tǒng)。它利用計算機模擬真實的實驗環(huán)境，通過信息網(wǎng)絡(luò)操作實驗設(shè)備，為實驗教學(xué)提供了一種全新的教學(xué)模式。虛擬實驗利用計算機技術(shù)來實現(xiàn)各種虛擬實驗環(huán)境，實驗者以交互的方式進(jìn)行實驗操作，可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實驗項目，最大限度地模擬真實實驗的場景,并提供與實際實驗的操作方法相類似的實踐體驗。
本虛擬仿真實驗教學(xué)課程主要包含以下典型實驗：
• 直拉法制備硅單晶虛擬仿真實驗
• 區(qū)熔法單晶生長工藝虛擬仿真實驗
• 物理氣相傳輸晶體生長工藝虛擬仿真實驗
• 粒子注入及退火工藝虛擬仿真實驗
• 氧化增強擴散效應(yīng)虛擬仿真實驗
• 金屬化工藝虛擬仿真實驗
• 化學(xué)氣相沉積工藝虛擬仿真實驗
• 多形態(tài)光刻與刻蝕虛擬仿真實驗
• 氧化硅薄膜制備虛擬仿真實驗
• 擴散反應(yīng)原理演示虛擬實驗
• 有機物清洗原理演示虛擬實驗
• 氧化反應(yīng)原理演示虛擬實驗
• 氮化硅刻蝕原理演示虛擬實驗
• 硅各向同性刻蝕原理虛擬實驗
• 硅各向異性刻蝕原理演示虛擬實驗
• 金屬離子清洗原理演示虛擬實驗
• 鋁刻蝕原理演示虛擬實驗
• 顆粒清洗原理演示虛擬實驗
• 局部場氧化虛擬虛擬實驗
• 硼再擴散虛擬實驗
• 硼預(yù)擴散虛擬實驗
• 磷再擴散虛擬實驗
• 磷預(yù)擴散虛擬實驗
• 去膠清洗虛擬實驗
• 工藝流程間清洗虛擬實驗
• 爐前清洗虛擬實驗
• 氧化硅刻蝕虛擬實驗
• 氮化硅刻蝕虛擬實驗
• 硅各向同性刻蝕虛擬實驗
• 硅各向異性刻蝕虛擬實驗
• 鋁刻蝕虛擬虛擬實驗
• 溝道效應(yīng)虛擬實驗
• 硅晶圓切片、研磨拋光工藝虛擬實驗
• 發(fā)射區(qū)推進(jìn)效應(yīng)實驗
（1）直拉法制備硅單晶虛擬仿真實驗
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虛擬實驗場景
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依次把隔熱罩、石墨托碗、坩堝裝入爐內(nèi)
（2）物理氣相傳輸晶體生長工藝虛擬仿真實驗
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虛擬實驗室場景
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用粘連劑把SiC籽晶粘到坩堝蓋上
（3）氧化增強擴散效應(yīng)虛擬仿真實驗
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盛有硅片的石英舟送至爐中
（4）氧化硅薄膜制備虛擬仿真實驗
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氧化硅薄膜制備虛擬實驗室場景
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加熱停止后打開爐門，取下石英管帽
（5）硅各向同性刻蝕原理虛擬實驗
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原理演示虛擬實驗場景
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硅片刻蝕過程
（6）金屬離子清洗原理演示虛擬實驗
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原理演示虛擬實驗場景
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硅片表面的金屬離子與鹽酸反應(yīng)后通過溶于水從硅片表面去除
（7）鋁刻蝕原理演示虛擬實驗
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金屬鋁硅片及其結(jié)構(gòu)示意圖
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金屬鋁硅片放入刻蝕溶液中
（8）硼再擴散虛擬實驗
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硼再擴散虛擬實驗室場景
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選擇襯底硅材料電阻率
（9）磷預(yù)擴散虛擬實驗
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硅片裝入石英舟過程
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控制加熱面板
本系統(tǒng)可滿足以下主要性能指標(biāo)：
1、為保證系統(tǒng)的交互性和擴展性，系統(tǒng)須采用國際領(lǐng)先的Unity3D引擎開發(fā)而成；
2、為保證系統(tǒng)的先進(jìn)性，實驗系統(tǒng)所使用的網(wǎng)頁播放器插件須采用主流3D引擎插件，且插件在近1年內(nèi)有更新版本，并可支持后續(xù)的優(yōu)化升級；
3、系統(tǒng)提供VR互動的功能，在實驗過程中，通過VR手柄交互，用戶可以在場景中移動，增加用戶的交互體驗感；
4、系統(tǒng)與虛擬仿真實驗教學(xué)管理平臺軟件無縫對接，教師端能夠自動生成智能指導(dǎo)和自動批改規(guī)則，且教師能夠?qū)σ?guī)則進(jìn)行細(xì)節(jié)修改；
5、系統(tǒng)提供實驗過程中的智能指導(dǎo)功能，該指導(dǎo)為啟發(fā)性指導(dǎo)，通過一步步的提問式引導(dǎo)，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生思考；
6、系統(tǒng)提供實驗結(jié)果的自動批改功能，學(xué)生實驗結(jié)束且提交后，系統(tǒng)調(diào)用自動批改規(guī)則可以自動算出學(xué)生實驗得分，教師端還可以查看得分細(xì)節(jié)，了解學(xué)生的得分細(xì)節(jié)；
7、系統(tǒng)服務(wù)器端用戶分為學(xué)生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權(quán)限。
學(xué)生：選課、選擇實驗、開展實驗、接受實驗指導(dǎo)、在線提交實驗報告、保存和提交實驗結(jié)果、查詢實驗成績和批語。
教師：典型實驗庫維護(hù)、發(fā)布實驗、安排實驗、批改實驗報告、系統(tǒng)指導(dǎo)、統(tǒng)計并發(fā)布學(xué)生的實驗成績和批語。
教務(wù)管理員：課程計劃、開課計劃、選課日期設(shè)置、開課審核、開課查詢。
系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護(hù)等。
性能指標(biāo)：
支持同時在線用戶數(shù)1萬人以上，經(jīng)測試，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不限終端用戶數(shù)，完全能滿足日常教學(xué)使用。
服務(wù)器運行環(huán)境
操作系統(tǒng)：WindowsServer，Linux/UnixServer
Web服務(wù)器：Tomcat6.0，JDK6.0
數(shù)據(jù)庫：MySQL
客戶端運行環(huán)境
操作系統(tǒng)：AllWindows系列
相關(guān)信息：
研制單位：北京潤尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
通訊地址：北京市海淀區(qū)北三環(huán)中路44號院文教產(chǎn)業(yè)園1號樓郵政編碼：100876
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