Технологічні основи мікроелектроніки (РЕ)

Автор: · Дата: 30 Ноябрь 2012 · Пока нет комментариев

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Кафедра фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 “ЗАТВЕРДЖУЮ

Перший проректор

Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна

проф. Александров  В. В.

      __________________________

“______”_______________2012 р.

 

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

  “ Технологічні основи мікроелектроніки”

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напряму підготовки_____________6.050801 – мікро і наноелектроніка______________

(шифр і назва напряму підготовки)

для спеціальності ________________8.05080102 Фізична і біомедична електроніка ____

(шифр і назва спеціальності (тей)

спеціалізації_____________________________________________________________

(назва спеціалізації)

факультету _____________________радіофізичного______________________

 (назва факультету)

 

Кредитно-модульна система

організації навчального процесу

 

Харків – 2012

“ Технологічні основи мікроелектроніки”

 Робоча програма навчальної дисципліни для студентів

(назва навчальної дисципліни)

за напрямом підготовки 6.0508 – мікро і наноелектроніка, спеціальністю Фізична і біомедична електроніка „___” ________, 200__.- __ с.

 

Розробники: Боцула  Олег Вікторович, к.ф.-м. н., викладач кафедри фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри кафедри  фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

 

Протокол № _7__ від.  “_7__”_ травня___2012 р.

 

Завідувач кафедрою ________________________

 

_______________________ (__Катрич. В.О.__)

(підпис)                                                   (прізвище та ініціали)

“_____”___________________ 20___ р

 

Схвалено методичною комісією

_______________________________________________________________

Протокол № ___ від.  “____”________________2012 р.

 

“_____”________________20__ р. Голова     _______________( Черногор Л.Ф.)

(підпис)                                   (прізвище та ініціали)

 

1.     Опис навчальної дисципліни

 

Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів  –4

Галузь знань

_0508 електроніка

(шифр і назва)

Дисципліна циклу професійної підготовки

 

Напрям підготовки

6.050801 – мікро і нано елекроніка___

(шифр і назва)

Модулів – 3 Спеціальність (професійне спрямування):

8.05080102 Фізична та біомедична електроніка

 

Рік підготовки:

4-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання ___________

(назва)

Семестр

Загальна кількість годин – 144

7-й

Лекції

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 2

самостійної роботи студента – 3,9

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

бакалавр

36 год.

 год.

Практичні, семінарські

 год.

 год.

Лабораторні

36 год.

 год.

Самостійна робота

 72 год.

 год.

ІНДЗ:      год.

Вид контролю: залік

 

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 1

для заочної форми навчання –

 

  1. 2.     Мета та завдання навчальної дисципліни

Мета дати базовий виклад фізичних основ роботи твердотілих приладів та технологічних процесів, що використовуються при їх конструюванні та  пов’язати особливості роботи приладів  з технологічними засобами   забеспечення реалізації  їх технічних параметрів.

Завдання

У результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати:

основні технологічні процеси, що використовуються для створення мікроструктур, фізичні принципи роботи приладів мікроелектроніки та зв’язок їх параметрів з особливосями конструкції, застосованими  технологіями та використаними для їх створення матеріалами

вміти:

використовувати отриманні знання для правильного опису  фізичних процесів в твердотілих приладах з врахуванням  їх конструктивних особливостей

 

  1. 3.     Програма навчальної дисципліни

 

Модуль 1. Матеріали і технологічні процеси в  мікроелектроніці

 

Тема 1 . Вступ. Предмет і задачі курсу.

Чинники, що визначають розвиток мікроелектроніки. Класифікація виробів мікроелектроніки. Основні напрямки розвитку мікроелектроніки.

 

Тема 2. Напівпровідникові матеріали і їх електричні властивості.

Статистика рухливих носіїв заряду. Кінетичні процеси в напівпровідникових структурах. Поверхневі явища в напівпровідникових структурах. Фізичні процеси в електронно – діркових переходах.  

 

Тема 3. Створення матеріалів із заданими властивостями

Донорні й акцепторні домішки. Компенсація.  Вирощування напівпровідникових злитків із заданими властивостями. Фазові діаграми подвійних і потрійних систем. Орієнтація напівпровідникових злитків. Механічна та  хімічна обробка поверхні напівпровідника.

 

Тема 4   Застосування дифузії в мікроелектроніці.

Основні положення і рівняння дифузії. Дефекти в напівпровідниках. Механізми дифузії в реальних кристалах. Одержання p- n переходів за допомогою дифузії. Визначення профілю легування і положення p- n переходу при дифузійному легуванні. Основні засоби проведення дифузії.

 

Тема 5 Іонна імплантація.

Фізичні процеси при впровадженні іонів у напівпровідника. Розподіли впроваджених іонів у напівпровіднику і його параметри. Вплив випалювання на електричні властивості іонно – легованих напівпровідників.

 

Тема 6  Епітаксія.

Особливості епітаксіального вирощування напівпровідникових шарів та фактори, що впливають на нього. Газофазна епітаксія, хлоридний метод. Епіттаксія з рідкої фази. Молекулярно – пучкова епітаксія. Властивості епітаксіальних шарів.

 

Тема 7  Нанесення тонких плівок

Одержання шарів оксиду та нітриду кремнію і їх властивості. Методи  нанесення тонких плівок.  Металізація.

 

Тема 8 Літографічні процеси.

Основні  принципи літографії. Різновиди літографії  ї особливості їх застосування.  Методи травлення  технологічних шарів.

 

Модуль 2. Проектування і технології  виготовлення приладів мікроелектроніки 

 

Тема 9  Виготовлення  біполярних приладів

Основні параметри біполярних транзисторів і їх зв’язок з технологією виготовлення.  Дифузійні транзистори. Одержання сплавних p – n переходів. Виготовлення дрейфових транзисторів методом сплавлення після дифузії. Виготовлення дрейфових транзисторів методами дифузії при вплавленні і дифузії після вплавлення. Виготовлення дифузійно-сплавних германієвих меза-транзисторів.

 

Тема 10   Особливості планарної технології

Проектування біполярних транзисторів і діодів. Технологія виготовлення планарних транзисторів. Розрахунок і проектування дифузійних резисторів. Розрахунок і проектування напівпровідникових конденсаторів.

 

Тема 11   Технологія тонких плівок

Фізичні явища і процеси в плівкових структурах. Розмірні явища й основні властивості тонких плівок. Струми в плівкових структурах. Металеві і діелектричні плівки. МДН транзистори. Основи виготовлення і проектування МДН і МОН транзисторів. Прилади оптоелектроніки.

 

Модуль 3.  Основи конструювання та виготовлення інтегральних мікросхем.

 

Тема 12   Технологія виготовлення напівпровідникових ІМС і ВІС.

Основні етапи і класифікація процесів виготовлення напівпровідникових ІМС. Виготовлення напівпровідникових біолярних ІМС з ізоляцією з p-n переходом. Виготовлення біполярних ІМС із діелектричною ізоляцією. Виготовлення біполярних ІМС із комбінованою ізоляцією. Виготовлення сполучених ІМС.

Виготовлення МДН і КМДН – ІМС. Особливості технології і методи створення ВІС і СВІС.  Технологія виготовлення гібридних ІМС, ВІС і МСБ.

 

Тема 13   Основні  напрямки мікромінюаризації.

Технологія напруженного кремнію. Виготовлення субмікронних приладів та квантоворозмірних структур.  Нові напівпровідникові матеріали та виготовлення приладів на їх основі.  Використання фулеренів та нанотрубок.

 

 

4. Структура навчальної дисципліни

Назви модулів і тем

Кількість годин

Денна форма

Заочна форма

Усього

у тому числі

Усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

ср

л

п

лаб

інд

ср

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Модуль 1

Тема 1. 5 2

3

Тема 2. 4 2

2

Тема 3. 23 2

12

9

Тема 4. 14 2

6

6

Тема 5. 4 2

2

Тема 6. 4 2

2

Тема 7. 13 2

6

5

Тема 8. 4 2

2

Разом за модулем 1 71 16 24 31

Модуль 2

Тема 9 15 4 6 5
Тема 10 8 2 6
Тема 11 5 2 3
Разом за модулем 2 28

8

 

6

 

14

Модуль 3

Тема 12. 29 8 6 15
Тема 13. 10 4 6
Разом за модулем 3 39 12 6 21

Усього годин

138 36 36 66

 

 

 

5. Теми семінарських занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Не передбачено

2

6. Теми практичних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

не  передбачено

2

 

7. Теми лабораторних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1.

Механічна обробка напівпровідникових матеріалів.

6

2.

Механічна поліровка та селективне травлення напівпровідникових матеріалів.

6

3.

Виготовлення p-n переходом методом сплавлення.

6

4.

Виготовлення p-n переходом  дифузії.

6

5.

Одержання оксидних плівок на кремнії.

6

6.

Стабілізація та захист поверхні напівпровідникових приладів.

6

Усього годин

36

 

8. Самостійна  робота

 

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

 Поверхневі явища.  Природа повехневих станів. Статистика заповення поверхневих станів.

3

2

Механизми розсіювання. Гарячі електрони.

3

3

Глибокі центри  в напівпровідниках

2

4

Розрахунок положення дифузійного   p – n переходу.

3

5

 Формування іонно-легованих шарів в арсеніді галію. Вплив радіаційних дефектів на електричні властивості арсеніда галія.

2

6

Вирощування методом молекулярно-лучової епітаксії і властивості напівпровідників AIII ВV

2

7

 Вирощування сполук АIIВ VI, АIVВIV і іх твердих разчинів методом МЛЕ.

2

8

Молекулярно-лучовая епітаксія кремнію.

2

9

Выращивание методом молекулярно-лучевой эпитаксии гетероструктур AIII ВV — AIII ВV и  АIV — AIII ВV  і іх основні властивості.

2

10

ДХН-резисти. Основні технологічні властивості ДХН-резистів. Основні хімичні властивості і розчинність ДХН-резистів. Добавки, що покращують властивості ДХН-резистів.  Механизми хімічних перетворень в ДХН-резистах.

3

11

Топологічні реалізації  МДН – транзисторів

3

12

Різновиди методів  діелектричної ізоляції  елементів інтегральных багатошарових мікросхем

3

13

Методи і технологія формування рисунку тонкоплівкових елементів

3

14

  Загальна характеристика і основні параметри ВІС. Класифікація і області застосування ВІС

3

15

Інтегральні мікросхеми НВЧ-діапазону

3

16

Методы контролю якості і оцінки надійності  ІМС

3

17

Особливості  КНІ технології.

3

18

Літографічні методи,  що застосувуються в нанотехнологіях.

3

19

Підготовка до модульних контрольних ( 3 роботи)

6

20

Підготовка до лабораторних робіт  ( 6 лаб. р)

18

Разом

72

 

9. Індивідуальне навчально – дослідне завдання

 

10. Методи навчання

Засвоєння матеріалу по дисципліні забезпечується циклом лекцій та проведенням лабораторних робіт.

11. Методи контролю

По кожному модулю проводиться коротка ( до 15 хв.) письмова контрольна робота, яка оцінюється у відповідних балах. Крім того  студент повинен захистити кожну лабораторну роботу скавши відповідів на певну кількість запитань ( 3- 4  ).

 

 

 

2. Розподіл балів, які отримують студенти

 

                        Поточне тестування та самостійна робота

Сума

Модуль 1

Модуль 2

Модуль 3

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

Т9

Т10

Т11

Т12

Т13 100
1-2 2-4

 

5-10

 

5-10

 

3-6 5-10 5-10

 

4-8 5-10 3-6 2-4 6-12 4-8
30-60 10-20 10-20

 

Т1, Т2 … Т13 – теми модулів

 

 

Шкала оцінювання

 

Сума балів за всі види навчальної діяльності протягом семестру

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену, курсової роботи (проекту), практики

для заліку

90 – 100

А

відмінно

зараховано

80-89

В

добре

70-79

С

60-69

D

задовільно

50-59

Е

1-49

FX

незадовільно

не зараховано

 

                                    

 

13. Методичне забезпечення

 

1. Конспект лекцій

2. Практикум по твердотілій  електроніці.  Х.: ХНУ імені В.Н. Каразіна, 2005.- 220 с.

14. Рекомендована література

Базова

1. И. Е. Ефимов, И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов Микроэлектроника. Физические и технологические основы, надежность. Учеб. пособие для приборостроит. спец.вузов.─ 2- е изд., перераб. и доп.─  М.:  Высшая школа, 1986.- 464 с.

2. И. Е. Ефимов, И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов Микроэлектроника: Проектирование, виды микросхем, функционалная микроэлекроника: Учеб. пособие для приборостроит. спец.вузов. ─ 2- е изд., перераб. и доп.─    М.:  Высшая школа, 1986.- 416 с.

3. Степаненко   Микроэлектроника. ─    М.:  Высшая школа, 2000.- 486 с.

4. М. Шур. Современные приборы на GaAs. ─    М.: Мир, 1999.- 540 с.

5. Э. Д. Прохоров  Квантово – размерные эффекты в твердотельных сверхвысокочастотных приборах: Учебное пособие. ─ Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2005.- 220 с.

6. Э. Д. Прохоров  Твердотельная электроника: Учебное пособие. ─ Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2008.- 544 с.

 

Допоміжна

1. В.А. Гуртов Твердотельная электроника: Учебное пособие – 3 – е изд., доп.– Москва: Техносфера 2005. – 512 с.

2.  Э. Розеншер, Б. Винтер  Оптоэлектроника М:  Техносфера, 2006.– 592 с.

3. В.П.Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А.  Гридчин Основы наноэлектроники : Учебное пособие. ─  М.: Логос, 2006.─ 496 с.

4. Ю. М. Калниболоцкий  и др. Расчет и конструирование микросхем.─ Киев: Вища школа, Головное изд – во, 1983.- 279 с.

5. Молекулярно-лучевая эпитаксия ,и гетероструктуры.: Пер. с англ./Под ред. J1. Ченга, К. Плога. — М: Мир, 1989 — 584 с.

6. Макарчук В. В.  Методы литографии в наноинженерии : учеб. пособие / В. В. Ма­карчук, И. А. Родионов, Ю. Б. Цветков. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2011. – 176 с.

7. Т. И. Д а н и л и н а, К. И. С м и р н о в а.  Процессы микро и  нанотехнологии: Учебное пособие. –  Томск, 2004. – 258 с

 

15. Інформаційні ресурси

1. www.ioffe.rssi.ru

2. www.finestreet.ru

Популярность: 15%

Рубрика: Робочі програми, Учбовий процес ·  



Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.