物理学研发中心研发专员实习报告

物理学研发中心研发专员实习报告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在物理学研发中心担任研发专员实习生，负责参与半导体器件仿真测试项目。通过运用COMSOLMultiphysics软件建立器件模型，完成5组不同参数下的电场分布仿真，数据精度达98%，并优化仿真流程将单次计算时间缩短30%。参与编写3份实验报告，整理并分析200余组测试数据，提出2项改进建议被团队采纳。在实习期间，系统掌握了半导体器件仿真建模与数据分析方法，验证了课程中学到的有限元分析方法在实际研发中的应用价值，建立了仿真参数与器件性能的关联模型，可直接应用于类似项目的快速原型验证。

二、实习内容及过程

实习目的主要是把学校学的电磁场理论和半导体物理知识用到实际研发里，看看真实的项目是怎么跑的，也摸摸自己的能力到底在哪儿。

实习单位是个专门搞新型半导体器件研发的公司，主要方向是做高效能的功率器件，我所在的部门是器件仿真组，平时就是用电脑模拟各种器件设计，看看能不能提前发现设计里的问题，省得做出来不好用又浪费材料。

我的主要工作就是跟着导师学COMSOLMultiphysics软件，用它来模拟一种新型的氮化镓高电子迁移率晶体管。刚开始就是看导师给的案例，把里面的模型参数改改，跑跑仿真，对比结果对不对。大概在7月5号到10号，我独立完成了第一个小任务，给一个已有的器件模型增加了温度依赖性效应，模拟它在不同温度下的性能变化。跑完之后发现，不加这个效应的话，计算结果和实际测的偏差能达到15%，加了之后偏差缩小到5%以下。这个让我觉得挺有意思的，原来理论里常忽略的因素，在实际应用里还挺重要的。

后面几周就是更复杂的模型了。导师给我安排了个项目，要模拟一种带超晶格结构的器件，说这种结构能提高器件的击穿电压。我第一次接触这种结构，花了好几天时间才把模型建起来，网格划分也特别费劲，有些地方精度要求高，有些地方可以低，搞得我头都大了。7月20号左右，我跑第一次仿真的时候，结果完全不对，器件的击穿电压比理论值低了一半多，还出现了一些奇怪的边缘效应。导师让我先别急，让我把网格重划一遍，特别是边缘部分，用自适应网格功能试试。我按照他的意思，花了两天时间重新划分网格，第二次跑的时候结果就好多了，跟理论值能对到一起了。这个经历让我明白，仿真不光是建个模型就行，网格质量太关键了，有时候比模型本身还重要。

我还参与了另外一个项目，是分析一种器件的欧姆接触电阻问题。那个项目组要测试一批新做出来的器件，我负责把测试数据整理一下，看看跟仿真结果有没有偏差。我整理了大概150多个数据点，发现仿真计算的接触电阻普遍比实测的高20%左右。后来我们讨论了一下，觉得可能是仿真里用的材料参数跟实际做出来的一致性不太好吧，有些材料参数手册上给的都是典型值，跟实际还是有差距的。这个让我意识到，仿真和实验得互相印证，不能光靠一个。

实习期间遇到的困难主要是两点。第一个就是刚才说的网格划分，一开始根本不知道怎么设置参数，跑出来的结果要么不对，要么计算时间长得离谱，有时候一个简单的模型要跑大半天。为了解决这个问题，我上网找了很多教程，还跟实验室师兄请教，慢慢就摸到点门道了，知道怎么根据不同部分的重要性设置网格密度。第二个就是跟导师沟通问题，有时候我自己的想法跟导师的不太一样，表达不清楚，他就觉得我思路有问题。后来我学着把我的想法写成邮件，把关键的计算步骤和预期结果都列清楚，这样沟通起来就顺畅多了。

实习成果的话，我独立完成了那个超晶格器件的仿真模型，并且写了一份详细的报告，里面有不同结构参数下的击穿电压对比，还有电流密度分布图什么的。导师看了还挺满意的，说这个模型可以拿去参加一个技术交流会议。另外，我整理的那批欧姆接触数据也帮他们发现了一个新问题，就是不同批次做出来的器件，接触电阻差异还挺大的，可能跟处理工艺有关系。收获最大的还是实践能力吧，以前觉得理论都懂了，真上手才发现好多细节得注意。还有就是学到了怎么跟人有效沟通，这对以后工作肯定很有用。这次实习也让我更清楚自己喜欢什么了，感觉做器件仿真挺有意思的，以后可能职业规划会往这个方向发展。

实习单位的管理的话，我觉得还行，但有时候开会效率不高，人挺多的，有时候一个简单的问题要讨论半天。培训机制我觉得可以改进，我刚开始来的时候，没人给我讲仿真软件的具体操作，都是让我自己看文档，有点懵。岗位匹配度方面，我觉得挺合适的，就是有时候会觉得任务安排得有点急，有时候时间不太够用。建议的话，希望单位以后能给新来的实习生安排一个带得严一点的导师，并且可以搞点软件操作的集中培训，不用太深，就教教常用功能和一些坑怎么避免。另外，任务安排的时候可以留出更多缓冲时间，这样大家压力会小点。

三、总结与体会

这8周在物理学研发中心的实习，对我来说就是一趟把理论变成实践的旅程，感觉收获特别大。实习刚开始的时候，7月1号刚去，说实话心里挺没底的，毕竟学校里学的和实际工作还是有差距的。那时候跟着导师做那个氮化镓器件的仿真，跑第一次仿真的时候结果不对，心里就有点慌。但导师没怎么批评我，就是让我仔细检查每一步，特别是材料参数和边界条件是不是设对了。通过一步步排查，最后发现是网格划分太粗糙导致的，这个问题解决之后，我对仿真的理解就深了一层。这种从实践中学习，再遇到问题解决问题的过程，我觉得比单纯上课听讲要有用多了。

实习期间，我独立完成的那个超晶格器件仿真项目就是最好的例子。我花了很多时间调试模型，包括优化网格算法，调整求解器参数，最终使得仿真结果跟理论预期偏差从最初的15%缩小到5%以内。这个过程虽然很熬人，有时候为了优化一个参数要试好几种方法，但看到最终结果出来了，而且导师也认可了，那种成就感真的挺强的。这8周里，我整理了超过200组实验数据，参与了3次技术讨论会，虽然都是听别人讲，但也能学到不少东西。这些经历让我真切感受到了一个研发项目是怎么一步步推进的，从需求分析、模型建立、仿真计算、结果分析到报告撰写，每一步都很重要，缺了哪一步都可能前功尽弃。这种对整个流程的把握，我觉得是这次实习最大的价值所在。

这次实习也让我更清楚自己的职业规划了。以前我对物理学的理解可能有点窄，觉得就是做研究或者当老师。但这次实习让我看到了物理学在产业界的应用前景，特别是半导体器件这个方向，发展特别快，而且技术含量很高。我发现自己对用仿真手段解决实际问题挺感兴趣的，可能以后会朝着这个方向发展。实习中接触到的COMSOLMultiphysics软件，我觉得还得继续深入学习，已经买了相关的书籍，打算接下来几个月系统学一下，争取把这个软件用得更熟练。另外，我也在考虑要不要考个相关领域的职业资格证书，比如材料工程师或者器件工程师什么的，给自己加加分。

从学生到职场人的转变，我感觉最明显的是责任感吧。在学校做实验，数据不对了可以重新做，但实习的时候，你负责的那部分工作如果出问题了，可能会影响整个项目的进度。这种感觉挺奇妙的，但也让我变得更谨慎了。抗压能力也锻炼了不少，以前遇到难题可能就慌了，现在会先冷静分析，再想办法解决。这种心态上的变化，我觉得比学会什么新技能更重要。

对行业趋势的展望，我觉得物理学，特别是凝聚态物理和材料科学，在未来的重要性会越来越凸显。像现在热门的半导体、新能源、量子计算这些领域，都离不开物理学的底层支撑。我实习期间接触到的那种氮化镓高电子迁移率晶体管，就是一种新型半导体材料，用它在5G基站里可以省很多电，前景特别好。我觉得自己学的知识，如果能用到这些能改变生活的技术上，那还是挺有意义的。未来，我希望能继续深化专业知识，多掌握一些实验技能，争取有一天能真正为这些技术的发展贡献一点自己的力量。这8周的经历，就像打开了一扇新的大门，让我看到了物理学更多的可能性。

四、致谢

感谢物理学研发中心