• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Микро- и наноэлектроника

2019/2020
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс обязательный
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен на теоретическую и практическую подготовку студентов к решению организационных, научных и технических задач при разработке, изготовлении и применении приборов, схем и систем микро- и наноэлектроники, а также построении на их основе узлов и блоков интегральных схем различной степени интеграции. Рассматриваются следующие основные вопросы. - Интегральные схемы (ИС) и системы на кристалле (СНК) – основа микро- и наноэлектроники (МЭ и НЭ). - Материалы МЭ и НЭ. Их электрофизические параметры. Основные физические механизмы накопления, переноса, генерации и рекомбинации носителей заряда в материалах. Технологические маршруты изготовления полупроводниковых приборов. - Физические структуры, параметры и электрические характеристики приборов МЭ и НЭ. Электрические характеристики. - Наноструктуры п/п приборов. Эффекты сверхмалых размеров. Туннелирование. Кванто-механические эффекты. Сверх БИС и СНК . На практических занятиях студенты с помощью микроскопа изучают конструкции интегральных элементов. С использованием тепловизионной техники изучают тепловые режимы силовых элементов интегральных схем. С помощью пакета MathCAd учащиеся изучают особенности проведения ряда операций технологических процессов изготовления элементов ИС и БИС. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде учета активности студентов при проведении практических занятий и экзамена.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью изучения дисциплины «Микро- и наноэлектроника» является теоретическая и практическая подготовка студентов к решению организационных, научных и технических задач при разработке, изготовлении и применении приборов, схем и систем микро- и наноэлектроники, а также построении на их основе узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знает классификации ИС, понятия степени интеграции, устройство систем на кристалле.
  • Знает характеристики п/п материалов: Si, SiGe, GaAs, GaN, оксидов, металлов межсоединений. Технологические маршрут изготовления п/п приборов. Операции эпитаксии, оксиления, диффузии, ионной имплантации, травления, нанесения металлов.
  • Знает устройство и принципы работы биполярных Si, SiGe и GaAs транзисторов, МОП-транзисторов, на объемном кремнии и КНИ-подложках. MESFET транзисторы (ПТШ) и HEMT на GaAs. Физические механизмы переноса и накопления заряда, генерации/рекомбинации.
  • Умеет рассчитывать параметры структур полупроводниковых приборов различных технологий. Исследовать топологии полупроводниковых приборов с помощью микроскопии.
  • Владеет системами автоматизированного проектирования схем
  • Знает перспективные типы сверх БИС и СнК, Наноразмерные приборы с high-k диэлектриком. Правила масштабирования размеров элементов БИС. Особенности межсоединений БИС. Тепловые эффекты и ограничения. Тенденции развития МЭ и НЭ.
  • Умеет оценивать перспективы развития Микро и наноэлектроники,
  • Владеет навыками работы с технической литературой по наноэлектронике; навыками анализа топологий микроэлектронных изделий с использованием методов оптической микроскопии.
  • Умеет практически рассчитывать и оценивать профили примеси в полупроводниковых приборах, параметры приборов.
  • Владеет методами оценки параметров полупроводниковых структур.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1. Введение в микро- и наноэлектронику.
    Классификации ИС, понятия степени интеграции. Закон Мура. Интегральные схемы (ИС) и системы на кристалле (СНК) – основа МЭ и НЭ. Устройство систем на кристалле.
  • Тема 2. Материалы МЭ и НЭ. Электрофизические параметры. Технологические маршруты изготовления п/п приборов.
    Основные физические механизмы накопления и переноса заряда. Генерация и рекомбинация. Характеристики п/п материалов: Si, SiGe, GaAs, GaN, оксидов, металлов межсоединений. Технологические маршрут изготовления п/п приборов. Операции эпитаксии, оксиления, диффузии, ионной имплантации, травления, нанесения металлов.
  • Тема 3. Физические структуры, параметры и электрические характеристики приборов МЭ и НЭ. Электрические характеристики.
    Устройство и принципы работы биполярных Si, SiGe и GaAs транзисторов, МОП-транзисторов, на объемном кремнии и КНИ-подложках. MESFET транзисторы (ПТШ) и HEMT на GaAs. Физические механизмы переноса и накопления заряда, генерации/рекомбинации. Электрические характеристики приборов МЭ и НЭ.
  • Тема 4. Наноструктуры п/п приборов. Эффекты сверхмалых размеров. Туннелирование. Кванто-механические эффекты. Сверх БИС и СНК
    Перспективные типы сверх БИС и СнК, Наноразмерные приборы с high-k диэлектриком. Правила масштабирования размеров элементов БИС.Особенности межсоединений БИС. Тепловые эффекты и ограничения. Тенденции развития МЭ и НЭ.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Контрольная работа
  • неблокирующий Практическая работа
  • неблокирующий Экзамен
    Данная дисциплина обеспечивает формирование следующих компетенций согласно ОрОС: ПК-4, ПК-7, УК-1, УК-2, УК-6, ОПК-2, ПК-2
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Практическая работа + 0.6 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Драгунов В. П., Неизвестный И. Г., Гридчин В. А. - НАНОЭЛЕКТРОНИКА В 2 Ч. ЧАСТЬ 1 3-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 285с. - ISBN: 978-5-534-05170-4 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/nanoelektronika-v-2-ch-chast-1-433632
  • Драгунов В. П., Неизвестный И. Г., Гридчин В. А. - НАНОЭЛЕКТРОНИКА В 2 Ч. ЧАСТЬ 2 3-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 235с. - ISBN: 978-5-534-05171-1 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/nanoelektronika-v-2-ch-chast-2-438867
  • Корнеев, А. А. Специальный лабораторный практикум по наноэлектронике : учебное пособие / А. А. Корнеев, А. В. Семенов, Г. М. Чулкова. - Москва : МПГУ, 2018. - 88 с. - ISBN 978-5-4263-0681-3. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/1020596
  • Микро- и наноэлектроника/ДрагуновВ.П., ОстертакД.И. - Новосиб.: НГТУ, 2012. - 38 с.: ISBN 978-5-7782-2095-9
  • Сенсорика. Современные технологии микро- и наноэлектроники: Учебное пособие / Т.Н. Патрушева - М.: НИЦ ИНФРА-М; Красноярск: Сибирский федер. ун-т, 2014. - 260 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат). (п) ISBN 978-5-16-006376-8 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/374604
  • Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем. Ч.1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование, Королев М. А., Крупкина Т. Ю., 2007
  • Щука А. А. ; Под общ. ред. Сигова А.С. - НАНОЭЛЕКТРОНИКА. Учебник для бакалавриата и магистратуры - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 297с. - ISBN: 978-5-9916-8280-0 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/nanoelektronika-433847

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Игнатов А.Н. - Микросхемотехника и наноэлектроника - Издательство "Лань" - 2011 - 528с. - ISBN: 978-5-8114-1161-0 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2035
  • Шелованова, Г.Н. Современные проблемы микро- и наноэлектроники : учеб. пособие / Г.Н. Шелованова. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2017. — 128 с. - ISBN978-5-7638-3775-9. - Текст : электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1032113 - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/1032113
  • Электрохимические процессы в технологии микро- и наноэлектроники: Учебное пособие / Гаврилов А.С., Белов А.Н., - 2-е изд. - М.:ИЦ РИОР, НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 240 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат)(Переплёт 7БЦ) ISBN 978-5-369-01299-4 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/431359