УТВЕРЖДАЮ Первый проректор по учебной работе _______ В



Работа добавлена на сайт TXTRef.ru: 2019-04-07

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянский государственный технический университет

Кафедра:

"Электронные, радиоэлектронные и

электротехнические системы"

«УТВЕРЖДАЮ»

Первый  проректор

по учебной  работе

_______ В.И. Попков

«____»_______2008 г.

ПРОГРАММА МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО ЭКЗАМЕНА

пО сПЕЦИАЛЬНОСТИ 210104– «Микроэлектроника и твердотельная электроника»

Брянск 2012


Программа итогового государственного экзамена выпускников специальности 210104 – «Микроэлектроника и твердотельная электроника» для студентов дневной формы обучения. – Брянск: БГТУ, 2008.– 11 с.

Разработали:

      В.А. Хвостов, к.т.н., доц.

Ю.Г. Сахаров, к.ф-м.н., доц.

А.И. Власов, к.т.н., доц.

М.Ю. Некрасова, к.ф-м.н.,доц.

А.И. Андриянов, к.т.н., доц.

А.А. Малаханов, к.т.н., доц

Рекомендовано кафедрой «Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы» БГТУ (протокол №9 от 14.01.06 г.)

Зав. кафедрой «ЭРЭиЭС»   к.т.н., доц., В.А. Хвостов

«Согласовано»

Декан ФЭЭ     к.т.н., доц., Ю.И. Фокин


ПРОГРАММА

итогового государственного экзамена
выпускников специальности 210104
«Микроэлектроника и твердотельная электроника»

для студентов дневной формы обучения

Итоговая государственная аттестация инженера включает защиту выпускной квалификационной работы и государственный экзамен. Программа государственного экзамена дипломированного специалиста определена преподавателями кафедры «ЭРЭиЭС» на основании Положения об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений и государственного образовательного стандарта по направлению «Электроника и микроэлектроника».

1. Сроки подготовки и проведения аттестации

Итоговая государственная аттестация проводится после завершения программы обучения. На подготовку к экзамену выделяется не менее одной недели. В это время проводятся обзорные лекции и консультирование по дисциплинам:

– Физика полупроводниковых приборов;

– Твердотельная электроника;

 Математическое моделирование технологических процес-сов, полупроводниковых приборов и интегральных схем;

 Проектирование и конструирование интегральных микросхем и полупроводниковых приборов;

 Технология материалов электронной техники;

 Технология производства полупроводниковых приборов;

 Процессы микро- и нанотехнологий;

 Методы исследования материалов и структур электроники;

– Электронные цепи и микросхемотехника.

2. Порядок проведения экзамена

Экзамен проводится в устной форме по билетам, каждый из которых содержит по четыре вопроса, соответствующих основным разделам программы обучения.

3. Перечень вопросов, выносимых на экзамен (по дисциплинам)

Технология материалов электронной техники

Технология производства полупроводниковых приборов

Процессы микро- и нанотехнологий

Методы исследования материалов и структур электроники

  1.  Процессы разделения и очистки веществ, оборудование. Общая характеристика чистоты веществ. Процессы получения и очистки вспомогательных материалов электронной техники: вода, технологические газы.
  2.  Электронный кремний. Строение, тип решетки и дифрактограмма кремния. Электрофизические и механические свойства кремния. Применение кремния в микроэлектронике, солнечной энергетике и микросистемной технике.
  3.  Методы выращивания монокристаллов полупроводниковых материалов, легирование монокристаллов. Примеси и дефекты в монокристаллах кремния. Методы очистки монокристаллов от примесей. Определение концентрации кислорода и углерода в кремнии методами инфракрасной спектроскопии.
  4.  Получение кремниевых пластин из слитка, предпроизводственная обработка пластин, маркировка. Определение ориентации пластин кремния и углов разориентации рентгенодифракционным методом.
  5.  Принципы и методы эпитаксии. Эпитаксия из газовой фазы, технологическое оборудование и оптимизация технологического процесса.
  6.  Автолегирование, особенности эпитаксии при наличии скрытых слоёв. Дефекты эпитаксиальных пленок. Методы оценки параметров эпитаксиальных структур (ЭС) (определение толщины, качества поверхности, удельного сопротивления).
  7.  Молекулярно-лучевая эпитаксия. Физико-химические основы процесса, установки МЛЭ. Методы контроля послойного роста гетероструктур и сверхрешеток.
  8.  Методы получения плёнок оксида кремния, сравнение методов, оборудование. Модель Дила-Гроува. Пленки ФСС и БСС. Электрофизические свойств окисных плёнок. Методы уменьшения и стабилизации заряда в окисле.
  9.  Определение содержания фосфора в пленках ФСС. Определение характеристик нанесенных пленок эллипсометрическим методом. Методы определения толщины окисных плёнок (интерференционные, эллипсометрические, профилометрические).
  10.  Методы получения плёнок нитрида кремния, сравнение методов, оборудование. Процессы нанесения и легирования плёнок поликремния, оборудование. Структура и свойства пленок поликремния. Применение пленок нитрида кремния и поликремния в ИС.
  11.  Технология получения некристаллических материалов: стёкла, керамика, ситаллы. Кристаллизация и стеклование. Применение некристаллических материалов в электронной технике.
  12.  Диффузия. Уравнение диффузии. Диффузия из неограниченного и ограниченного источников. Технология и оборудование диффузионных процессов на ЗАО «Группа Кремний-Эл». Методы измерения профиля концентрации примеси в диффузионных слоях и глубины залегания p-n перехода.
  13.  Ионная имплантация примесей, параметры процесса, оборудование. Профиль распределения примеси при ионной имплантации. Образование и отжиг радиационных дефектов.
  14.  Процессы фотолитографии. Негативные и позитивные фоторезисты. Установки совмещения и экспонирования, линии фотолитографии. Электронно-лучевая  литография.
  15.  Физико-химические основы травления при производстве ПП и ИС. Виды травления. Основные закономерности и параметры процесса травления. Жидкостное химическое травление. Травители для кремния, оксида кремния, нитрида кремния, поликремния, металлов.  
  16.  Сухое травление в производстве ИС. Травление кремния в ПГС, составы ПГС, режимы травления. Плазменное травление, его разновидности. Аппаратурное оформление процессов травления. БОШ – процесс.
  17.  Методы формирования систем межсоединений. Материалы, оборудование. Методы контроля параметров  металлических плёнок.
  18.  Рентгенофлуоресцентный анализ состава элементов микросхем и толщины многослойных металлических пленок. Физические основы метода. Применение.
  19.  Контроль и диагностика элементов полупроводниковых приборов и ИС растровой электронной микроскопией. Устройство и принцип действия РЭМ. Применение РЭМ на ЗАО «Группа Кремний-Эл».
  20.  Послойный анализ ИС и сверхрешеток методом вторичной ионной масс-спектроскопии (ВИМС). Физические основы и принцип работы ВИМС. Возможности метода.
  21.  Процессы сборки и герметизации. Chip Scale Package. Рентгеноскопические методы контроля дефектов герметизированных структур.

Физика полупроводниковых приборов

Твердотельная электроника

1. Классифицируйте твердые тела по проводимости. Перечислите типы связей атомов в твердых телах.

2. Приведите энергетические диаграммы полупроводников и поясните их особенности для полупроводников n- и p-типа.

3. Поясните особенности применения статистических методов при анализе физических процессов в полупроводниках.

4. Перечислите основные виды токов в полупроводниках и поясните их особенности.

5. Что такое неравновесное состояние полупроводника? Поясните, что такое время жизни неравновесных носителей заряда?

6. Поясните сущность уравнения непрерывности.

7. Поясните структуру p-n-перехода. Приведите энергетические диаграммы p-n-перехода.

8. Поясните особенности вольт-амперных характеристик p-n-перехода при различных вариантах допущений: p-n-переход с бесконечно широкой базой при малых уровнях инжекции; p-n-переход с учетом рекомбинации и генерации носителей в слое объемного заряда.

9. Перечислите основные виды пробоя p-n перехода и поясните особенности физических процессов, протекающих при пробое. Какие факторы, влияют на пробивное напряжение диода?

10. Что такое барьерная и диффузионная емкости p-n-перехода?

11. Как протекают переходные процессы в диоде при подаче импульса напряжения и импульса тока большой амплитуды?

12. Поясните особенности структуры и параметров выпрямительного диода Шоттки.

13. Поясните устройство и принцип действия биполярных транзисторов.

14. Поясните особенности статических характеристик биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером и в схеме с общей базой.

15. Перечислите основные составляющие коэффициента передачи тока эмиттера в схеме с общей базой. Как зависит указанный коэффициент от режимов работы транзистора?

16. Поясните особенности пробоя биполярных транзисторов.

17. Как протекают переходные процессы в биполярных транзисторах?

18. Приведите классификацию полупроводниковых тиристоров. Поясните устройство и принцип действия триодных и запираемых тиристоров.

19. Как протекают переходные процессы включения и выключения триодных тиристоров? Что такое эффект du/dt?

20. Классифицируйте планарные МДП-транзисторы и дайте соответствующие пояснения.

21. Поясните устройство и принцип действия планарного МДП-транзистора. Изобразите и поясните его статические ВАХ и динамические параметры.

22. Поясните особенности конструкции современных силовых МДП-ключей и дайте соответствующие пояснения.

23. Поясните устройство и принцип действия полевого транзистора с управляющим переходом. Изобразите и поясните его статические ВАХ.

24. Поясните устройство и принцип действия биполярного транзистора с изолированным затвором и укажите на особенности его применения.

25. Поясните устройство и принцип действия излучающего диода и перечислите его основные параметры. Перечислите основные виды конструкции.

26. Поясните устройство, принцип действия и основные характеристики полупроводниковых лазеров. Поясните особенности конструкции гетеролазеров, лазеров с распределенной обратной связью (DFB), лазеров с вертикальным резонатором (VCSEL).

27. Поясните устройство и принцип действия полупроводниковых фотодиодов и перечислите основные виды конструкции. Поясните систему параметров фотодиодов.

Математическое моделирование технологических процессов,
полупроводниковых приборов и интегральных схем

Проектирование и конструирование интегральных микросхем и полупроводниковых приборов

  1.  Проектирование n-p-n транзисторов. Основы расчета геометрии транзистора и электрофизических параметров (сопротивления базовой и коллекторной области,  коэффициентов передачи тока, напряжений пробоя и др.). Проектирование и конструирование многоэмиттерных n-p-n транзисторов.
  2.  Проектирование горизонтальных и вертикальных p-n-p транзисторов. Основы расчета геометрических размеров и коэффициентов передачи вертикального и горизонтального транзисторов.
  3.  Проектирование интегральных диодов на основе p-n переходов. Структура и основные электрические параметры интегральных диодов. Расчет и проектирование геометрии диодов.
  4.  Проектирование и конструирование диодов и транзисторов с барьером Шоттки.
  5.  Конструкции полупроводниковых резисторов (диффузионные, ионно-имплантированные  и МДП резисторы). Расчет объемного и поверхностного удельного сопротивления. Расчет электрических параметров резисторов. Температурный коэффициент сопротивления. Частотный диапазон полупроводниковых резисторов. Проектирование топологии резисторов.
  6.  Конструкции полупроводниковых конденсаторов. Эквивалентные схемы. Расчет электрических параметров полупроводниковых конденсаторов. Температурный коэффициент емкости.
  7.  Основы конструктивного расчета и проектирования  МДП-транзистора. Паразитные элементы в структуре МДП транзисторов.
  8.  Проектирование межэлементных соединений и металлизации.
  9.  Этапы разработки топологии ИМС на биполярных транзисторах (БТ) и основные принципы проектирования ИМС на БТ.
  10.  Особенности разработки топологии цифровых ИМС на МДП-транзисторах.
  11.  Конструкции и расчет элементов гибридных интегральных схем.
  12.  Разработка топологии ГИС. Функциональный и интегрально-групповой принципы компоновки ГИС.
  13.  Паразитные связи и помехи в ГИС.
  14.  Особенности проектирования БИС и СБИС. Ограничения и проблемы при проектировании.
  15.  Основные этапы расчета и проектирования БИС и СБИС. Определение функционального состава микросхем. Проектирование топологии. Задачи машинного конструирования.
  16.  Метод пропорциональной микроминиатюризации в проектировании и конструировании ИМС.
  17.  Модель диффузии из ограниченного и неограниченного источника примесей.
  18.  Модель диффузии примесей из легированных оксидов.
  19.  Модель диффузии примесей в кремнии с одновременным термическим окислением.
  20.  Модель диффузии при высокой концентрации примесей.
  21.  Моделирование процессов ионной имплантации. Модель Линдхарта, Шиотта и Шарфа.
  22.  Моделирование процессов ионной имплантации. Модель Пирса.
  23.  Математическая модель подвижности основных носителей заряда.

Микросхемотехника

  1.   Основные характеристики биполярного транзистора как усилительного элемента.
  2.   Частотные зависимости коэффициентов усиления биполярных транзисторов.
  3.  Основные свойства усилителя с общим эмиттером.
  4.  Основные свойства усилителей с общим коллектором и общей базой.
  5.  Основные характеристики полевого транзистора как усилительного элемента.
  6.  Схемы установки рабочей точки транзистора в усилителях.
  7.   Нелинейные искажения, шумовые свойства и АЧХ усилителей на биполярных транзисторах.
  8.  Принцип обратной связи в усилителях.
  9.  Дифференциальные усилители.
  10.  Операционные усилители.
  11.  Основные схемы на операционных усилителях (усилители, интегратор, дифференциатор, сумматор, вычитатель).
  12.  Активные фильтры первого и второго порядка.
  13.  Автогенераторы гармонических колебаний, условия возбуждения.
  14.  LC-автогенератор на операционном усилителе.
  15.  RC-автогенераторы.
  16.  Трехточечные автогенераторы.
  17.  Усилители мощности класса А.
  18.  Двухтактные усилители мощности в режиме В и АВ.
  19.  Быстродействующие транзисторные ключи.
  20.  Минимизация логических функций.
  21.  Основные схемы и принципы построения логических элементов (ТТЛ, ЭСЛ, МДПТЛ и т.д.).
  22.  Симметричный триггер на дискретных элементах.
  23.  Асинхронные триггеры на логических элементах (RS, JK).
  24.  Синхронные триггеры на логических элементах (JK,D,T).
  25.  Функциональные узлы комбинационного типа (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры).
  26.  Функциональные узлы последовательного типа (счетчики, регистры, память).
  27.  Цифро-аналоговое и аналогово-цифровое преобразование.
  28.  Мультивибраторы и одновибраторы на операционных усилителях.
  29.   Мультивибраторы и одновибраторы на логических элементах.
  30.  Мультивибраторы и одновибраторы на дискретных элементах.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1.   Гуртов, В.А. Твердотельная электроника: учеб. пособие / В.А. Гуртов – Петрозаводск : Петрозав. гос. ун-т, 2004.
  2.  Березин, А.С. Технология и конструирование интегральных микросхем: Учеб. пособие для вузов. / А.С. Березин, О.Р. Мочалкина.  – М.: Радио и связь, 1992.
  3.  Ефимов, И.Е. Микроэлектроника. Проектирование, виды микросхем, новые направления: Учеб. пособие для вузов / И.Е. Ефимов, Ю.И. Горбунов, И.Я. Козырь. – М.: Высш. школа, – 1978. – 312 с.
  4.  Ефимов, И.Е. Микроэлектроника: проектирование, виды микросхем, функциональная микроэлектроника: учеб. пособие для вузов/ И.Е. Ефимов, И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, –1987. – 420с.
  5.  Ефимов, И.Е. Микроэлектроника: физические и технологические основы, надежность/ И.Е. Ефимов, И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, –1986. – 464с.
  6.  Калниболотский, Ю.М. Расчет и проектирование микросхем / Ю.М. Калниболотский, Ю.В. Королев, Г.И. Богдан, В.С. Рогоза – Киев: Вища школа, 1983.
  7.  Бушминский, И.П. Технологическое проектирование микросхем СВЧ: учеб. пособие / И.П.Бушминский, Г.В.Морозов. - М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.-354 С.
  8.  Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии.-М.: Физматлит, 2005.-410 С.
  9.  Пул, Ч. Нанотехнологии: учеб. пособие / Ч. Пул, Ф. Оуэнс; пер. с англ. под ред. Ю. И. Головина; доп. В.В. Лучинина. - 2-е изд., доп. - М.: Техносфера, 2005.-334 С.
  10.  Неволин, В.К. Зондовые нанотехнологии в электронике / В.К. Неволин – М.: Техносфера, 2005.-147 С.
  11.  Таиров, Ю.М. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов / Ю.М. Таиров, В.Ф. Цветков – М.: Высшая школа. 1990. – 423 С.
  12.  Крапухин, В.В. Технология материалов электронной техники / В.В. Крапухин, И.А. Соколов, Г.Д. Кузнецов – М.: МИСИС, 1995. – 492 С.
  13.  Попков, В.И. Методы оперативного контроля качества полупроводниковых материалов: моногр./ Попков В.И.,Казаков О.Г., Радькова Н.О. – БГТУ. Брянск: изд-во БГТУ, 2001. – 50 С.
  14.  Быстров, Ю.А. Электронные цепи и микросхемотехника: учеб. для вузов / Ю.А. Быстров, И.Г. Мироненко  – М.: Высш. шк., 2002. – 383 С.
  15.  Павлов, В.Н. схемотехника аналоговых электронных устройств: учеб.для вузов /В.Н. Павлов, В.Н. Ногин - М.:Горячая линия-Телеком, 2001. – 320 С.
  16.  Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие / Е.П. Угрюмов - Спб. И Др.: Бхв-Петербург, 2001. – 517 С.
  17.  Опадчий, Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника: полный курс: учеб. для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; под ред. О.П. Глудкина. –М.: Горячая Линия-Телеком, 2000. – 768 С.
  18.  Брандон Д.,Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля: учеб. пособие / Д. Брандон,У. Каплан; пер. с англ. под ред. С.Л. Баженова, с доп. О. В. Егоровой. – М.:Техносфера,2004.-377 С.
  19.  Павлов, Л.И. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов / Л.И. Павлов – М.: Высшая школа, 1987. – 239 С.
  20.  Физические методы контроля структуры и качества материалов: учеб. пособие / Батаев А.А., Батаев В.А.,Тушинский Л.И., .– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – 154с.

Другие работы

это время когда мы живём в ожидании самого г...


Также мы с мамой вручили Журавейнику подарок от членов клуба Дружная семейка. Она встречалась с членами Клуба друзей по переписке в школе № 2 пос...

Подробнее ...

Тема 1. Види фундаментів за глибиною закладан...


Для наведених інженерногеологічних умов визначити тип вид і різновидність ґрунтів за їх фізичними характеристиками та визначити мінімальну глибин...

Подробнее ...

Растяжение обычно возникает при резких движе...


Растяжение связок на самом деле всегда представляет собой их разрыв либо на микроскопическом уровне при небольшом растяжении либо на уровне отде...

Подробнее ...

1Технологией программирования называют совоку...


2 программного обеспечения состоит в том что оно производится в одной форме в виде исходного текста а распространяется и используется часто в др...

Подробнее ...