Программа вступительных испытаний в магистратуру кафедры «Материаловедение и физическая химия» по направлению 210100 68 "Электроника и микроэлектроника" (магистр техники и технологии)

Вид материалаПрограмма

Содержание


Программа вступительных испытаний
1. Общая характеристика направления
2. Перечень основных учебных дисциплин выносимых на вступительные испытания
Физико-химические основы технологии материалов электронной техники
Технология материалов электронной техники
Методы исследования состава, структуры и свойств материалов электронной техники
Технологии электронной техники
Подобный материал:

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный институт электронной техники (технический университет)»




Факультет «Электронные технологии, материалы и оборудование»









УТВЕРЖДАЮ







Председатель Ученого совета ЭТМО










д.т.н., профессор

В.И. Каракеян







"_______"____________2010г.



Программа вступительных испытаний

в магистратуру кафедры «Материаловедение и физическая химия» по направлению 210100 68 "Электроника и микроэлектроника"

(магистр техники и технологии)









СОГЛАСОВАНО:







Председатель УМК







факультета ЭТМО










А.А.Дегтярев







"______"___________ 2010г.




Москва 2010г.


1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА”


1.1. Направление утверждено приказом Министра образования Российской Федерации N 686 от 02.03.2000 г.


1.2. Степень (квалификация) выпускника - магистр техники и технологий.

Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки магистра по направлению “Электроника и микроэлектроника” при очной форме обучения 6 лет. Основная образовательная программа подготовки магистра состоит из программы подготовки бакалавра по соответствующему направлению (4 года) и специализированной подготовки магистра (2 года).


1.3. Квалификационная характеристика выпускника

Магистр по направлению подготовки “Электроника и микроэлектроника” в соответствии с требованиями “Квалификационного справочника должностей руководителей специалистов и других служащих”, утвержденного Постановлением Минтруда России от 21.08.98, № 37, может занимать следующие должности; инженер-электроник, инженер-технолог, инженер-конструктор, инженер-лаборант, младший научный сотрудник, ассистент и прочие.


1.3.1. Область профессиональной деятельности

Область профессиональной деятельности выпускника включает в себя совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленной на исследование, моделирование, разработку, производство и эксплуатацию материалов, компонентов, приборов и устройств различного назначения вакуумной, плазменно, твердотельной, микро- и наноэлектроники.


1.3.2. Объекты профессиональной деятельности

Объектами профессиональной деятельности выпускника в зависимости от содержания образовательной программы подготовки (магистерской специализации) являются материалы, структуры, элементы, компоненты, приборы и устройства электронной техники, технологические процессы их изготовления, методы исследования, проектирование и конструирование, диагностическое и технологическое оборудование, математические модели процессов и объектов электроники и микроэлектроники, алгоритмы решения типовых задач, относящихся к профессиональной сфере.


1.3.3. Виды профессиональной деятельности

Магистр подготовлен к деятельности, требующей углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе; при условиии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля - к педагогической деятельности.


1.3.4. Обобщенные задачи профессиональной деятельности

Магистр по направлению подготовки "Электроника и микроэлектроника должен быть подготовлен к решению следующих типовых задач:
  • анализ состояния научно-технической проблемы, формулирование технического задания, постановка цели и задач исследования объекта на основе подбора и изучения литературных и патентных источников;
  • анализ, систематизация и обобщение научно-технической информации по теме исследований;
  • библиографический поиск с использованием современных информационных технологий;
  • выбор оптимального метода и программы исследований, модификация существующих и разработка новых методик, исходя из задач конкретного исследования;
  • измерение или экспериментальное исследование объектов электроники с целью их модернизации или создания новых материалов, компонентов, приборов или их технологий;
  • математическое моделирование разрабатываемых структур, приборов или технологических процессов с целью оптимизации их параметров;
  • использование типовых и разработка новых программных продуктов, ориентированных на решение научных, проектных и технологических задач электроники;
  • организация модельных и натурных экспериментов по оптимизации структуры и конструкции исследуемых приборов и устройств, оценка их качества и надежности на стадиях проектирования и эксплуатации;
  • анализ научной и практической значимости проводимых исследований, а также оценка технико-экономической эффективности разработки;
  • подготовка результатов исследований для опубликования в научной печати, а также составление обзоров, рефератов, отчетов и докладов;

1.3.5. Квалификационные требования

Для решения профессиональных задач магистр
  • формулирует и решает задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической деятельности, и требующие углубленных профессиональных знаний;
  • осуществляет сбор, обработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по теме исследований;
  • изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в своей профессиональной сфере;
  • выбирает необходимые методы исследования, модифицирует существующие и разрабатывает новые методы, исходя из задач конкретного исследования;
  • проводит экспериментальные исследования объектов электроники с целью их модернизации или создания новых материалов, приборов или их технолгий;
  • разрабатывает физические и математические модели процессов и явлений, относящихся к исследуемому объекту;
  • участвует в проектировании, конструировании и модернизации объектов электронной техники;
  • составляет описания проводимых исследований, обрабатывает и анализирует полученные результаты, представляет итоги проделанной работы в виде отчетов, обзоров , докладов, рефератов и статей;
  • принимает участие в составлении патентных и лицензионных паспортов заявок на изобретения;
  • участвует во внедрении разработанных технических решений и проектов, в оказании технической помощи и осуществления авторского надзора при изготовлении, испытаниях и сдаче в эксплуатацию проектируемых изделий и объектов электронной техники;
  • подготавливает рецензии, отзывы и заключения на научно-технические разработки и техническую документацию;


Магистр должен знать:
  • постановления, распоряжения, приказы, методические и нормативные материалы по своей профессиональной деятельности;
  • специальную научно-техническую и патентную литературу по тематике исследований и разработок;
  • информационные технологии в научных исследованиях и программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере;
  • методы исследования и проведение экспериментальных работ;
  • методы анализа и обработки экспериментальных данных;
  • физические и математические модели основных процессов и явлений, относящихся к исследуемым объектам;
  • современные средства вычислительной техники, коммуникации и связи;
  • технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок в области электронного материаловедения, элементной базы электронной техники и электронного приборостроения;
  • порядок и методы проведения патентных исследований
  • методики оценки технико-экономической эффективности научных и технических разработок;
  • основы экономики, организации труда и управления коллективом;
  • основы трудового законодательства
  • действующие стандарты и технические условия, положения и инструкции по эксплуатации исследовательского оборудования, программам испытаний, оформлению технической документации;
  • формы организации образовательной и научной деятельности в высших учебных заведениях.


2. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН ВЫНОСИМЫХ НА ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ


2.1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ


1. Классификация материалов. Особенности материалов электронной техники.

2. Электропроводность. Правило Маттиссена.

3. Понятие теплопроводности. Составляющие коэффициента теплопроводности.

4. Температурная зависимость удельного сопротивления металлов.

5. Материалы высокой проводимости. Применение проводниковых материалов.

6. Алюминий и его сплавы. Проводящая разводка ИС на основе алюминия.

7. Электрохимическое оксидирование сплавов алюминия.

8. Медь. Сплавы на основе меди. Проводящая разводка ИС на основе меди.

9. Сверхпроводящие материалы. ВТСП. Применение сверхпроводников.

10. Благородные металлы. Тугоплавкие металлы.

11. Сплавы высокого сопротивления.

12. Сплавы на основе железа.

13. Неметаллические проводящие материалы. Проводящие материалы на основе оксидов.

14. Критерии выбора металлов для формирования омических контактов.

15. Адгезия. Критерии выбора материалов для адгезионных слоев.

16. Классификация полупроводниковых материалов. Собственные и примесные полупроводники.

17. Классификация легирующих примесей. Назначение легирующих примесей. Поведение легирующих примесей в полупроводниках.

18. Свойства кремния. Фоновые примеси в монокристаллическом кремнии. Микродефекты в монокристаллическом кремнии.

19. Свойства поликристаллического кремния. Применение поликристаллического кремния.

20. Структура a-Si:H. Модели структуры энергетических зон в неупорядоченных полупроводниках. Влияние легирования на проводимость a-Si:H. Метастабильность и релаксационные процессы в a-Si:H. Применение аморфного кремния.

21. Свойства микрокристаллического кремния. Получение и применение микрокристаллического кремния.

22. Эпитаксиальные слои SiGe и гетероструктуры на их основе.

23. Материалы кремниевой оптоэлектроники. Кремний, легированный эрбием. Пористый кремний. Перспективные материалы кремниевой оптоэлектроники на основе элементов IV группы. Прямозонные полупроводники на основе элементов IV группы. Гетероэпитаксиальные слои прямозонных соединений АIIIBV на кремниевых подложках.

24. Свойства карбида кремния. Применение карбида кремния.

25. Свойства полупроводников типа АIIIBV. Применение полупроводников типа АIIIBV.

26. Свойства полупроводников типа АIIBVI. Применение полупроводников типа АIIBVI.

27. Термоэлектрические материалы. Применение термоэлектрических материалов.

28. Классификация диэлектрических материалов. Основные понятия.

29. Стекловидные диэлектрические материалы. Стекла. Строение стекол. Ситаллы и ситаллоцементы.

30. Классификация и применение керамических материалов. Свойства керамических материалов. Технология керамических материалов.

31. Диэлектрические материалы с низким значением диэлектрической проницаемостью. Требования, предъявляемые к ним. Применение.


2.2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ


1. Ректификация. Выбор флегмового числа при ректифиации.

2 Адсорбция, адсорбенты. Расчет абсорбентов.

3. Ионный обмен, иониты. Статика и кинетика ионного обмена.

4. Экстракция, расчет процесса. Экстракторы.

5. Равновесие при массопередаче. Расчеты числа контактов по взаимному положению ЛР и Л.Р.К.

6. Транспортные реакции, сущность и оформление процессов.

7. Схемы основных процессов направленной кристаллизации. Сравнение эффективности очистки вещества методами направленной кристаллизации.

8. Условия Пфанна. Эффективный коэффициент распределения примеси и его зависимость от скорости кристаллизации.

9. Неоднородные системы, разделение на пористых перегородках, фильтры.

10. Разделение неоднородных систем в гравитационном и центробежном поле. Разделение неоднородных систем под воздействием электрической силы.

11. Кристаллизация из растворов.

12. Решение уравнения диффузии для процесса диффузии в полубесконечное тело из бесконечного источника.

13. Решение уравнения диффузии для процесса диффузии в полубесконечное тело из ограниченного источника.

14. Сравнение методов формирования легированных областей.

15. Ионная имплантация в технологии микроэлектроники. Основные представления о механизме процесса. Пробеги и распределения ионов. Распределение радиационных нарушений. Структура нарушенного слоя.


2.3. ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ


1. Общие вопросы технологии переработки руд металлов. Особенности технологии редких и рассеянных элементов.

2. Основные технологические стадии выделения химических соединений металлов.

3. Пиро- и гидрометаллургические процессы в технологии металлов технической чистоты.

4. Технология алюминия технической и высокой чистоты.

5. Технология меди. Получение меди высокой чистоты.

6. Технология вольфрама технической и высокой чистоты.

7. Технология тантала и ниобия. Особенности технологии разделения химических соединений тантала и ниобия.

8. Технология получения титана.

9. Классификация и общие вопросы синтеза металлоорганических соединений для микро- и наноэлектроники.

10. Получение технического кремния. Технологическая схема получения полупроводникового кремния.

11. Методы получения монокристаллов.

12. Причины возникновения дислокаций в монокристаллах.

13. Поликремний. Область его применения в технологии ИС.

14.Классификация примесей в кремнии. Поведение примесей в полупроводниках: лимитирующие (остаточные) и легирующие примеси.

15. Акцепторы и доноры в элементарных полупроводниках: диаграммы состояния, электрическое поведение, коэффициенты распределения, предельная растворимость. Политропия.

16. Материалы для диффузии. Технология бора технической и высокой чистоты.

17. Технология галлия технической и высокой чистоты.

18. Технология индия технической и высокой чистоты.

19. Технология фосфора и мышьяка технической и высокой чистоты.

20. Общие вопросы технологии углеродных материалов. Структурные особенности различных модификаций углерода.

21. Технология объемных и пленочных алмазных и алмазоподобных материалов.

22. Технологические подходы к синтезу фуллеренов и углеродных нанотрубок.

23. Технология получения некристаллических и нанокристаллических материалов методами сверхбыстрого охлаждения.

24. Стекла. Особенности структуры, состава и технологии изготовления.

25. Термическое окисление кремния. Способы осуществления процесса.

26. Методы осаждения диоксида кремния. Влияние способа формирования пленки диоксида кремния на свойства диэлектрика.

27. Методы формирования пленок нитрида кремния. Сравнительный анализ свойств стехиометрического и плазмохимического нитрида кремния.

28. Технология стеклокерамических материалов.

29. Технологи я керамических материалов и композитов.

30. Технология органических диэлектрических материалов. Полимеры и смолы.

31. Технологические особенности производства активных диэлектрических материалов.


2.4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ


1. Методы прецизионного определения параметра решетки кристалла. Практические задачи, решаемые путем прецизионного определения параметра кристаллической решетки.

2. Классификация излучений, используемых для исследования структуры материалов. Основные физические эффекты, лежащие в основе методов исследования структуры. Электромагнитные излучения, используемые для методов исследования структуры.

3. Рентгеновский спектр, его структура. Механизмы взаимодействия рентгеновского излучения с твердым телом. Влияние различных факторов на коэффициент (коэффициенты) поглощения рентгеновских лучей. Факторы, влияющие на относительную интегральную интенсивность дифракционных максимумов рентгенограммы.

4. Последовательность определения микронапряжений и размеров блоков по уширению линии рентгенограммы. Определение величины микронапряжений (напряжений П рода) по уширению линии рентгенограммы.

5. Виды съемки в камере Дебая. Методы расшифровки дебаеграмм. Систематические и случайные ошибки при съемке по Дебаю. Индицирование рентгенограммы от поликристалла при съемке по Дебаю.

6. Метод Лауэ – геометрия хода лучей. Уравнения Лауэ. Вывод.

7. Методы дифракционной рентгеновской микроскопии.

8. Суть абсорбционной рентгеновской микроскопии.

9. Рентгенографические методы определения размера зерен в поликристаллическом образце.

10. Уравнение (закон) Вульфа-Брегга в аналитической и векторной формах.

11. Основные виды электронограмм. Уравнение для расшифровки. Вывод.

12. Спектр рассеяния электронов.

13. Типы электронограмм. Расшифровка электронограммы от поликристаллического образца.

14. Взаимодействие электронного зонда с тв. телом. Характеристика областей генерации вторичного излучения.

15. Основные режимы работы растрового электронного микроскопа. Характеристики РЭМ. Контраст изображения в РЭМ во вторичных электронах.

16. Вывод основного уравнения для расшифровки электрограмм (электронография на быстрых электронах).

17. Схема электронного микроскопа просвечивающего типа. Режимы работы.

18. Построение сферы отражения (Эвальда). Свойства обратной решетки.

19.Подготовка образцов для исследования в просвечивающем электронном микроскопе.

20. Определение понятия «текстура» Основные характеристики и виды текстуры.

21. Представление основного уравнения для расшифровки текстуры на стереографической проекции.

22. Общие представления о методах ЭСХА; ЭОС, ВИМС; СУРИ.

23. Суть метода вторичной ионной масспектроскопии.

24. Применение электронной Оже-спектроскопии в технологии микроэлектроники. Физические основы Оже-спектроскопии.

25. Измерение профиля распределения концентрации примеси в полупроводнике вольт-фарадном методом. Основное уравнение метода.

26. Алгоритм построения профиля распределения концентрации свободных носителей по толщине вольт-фарадным методом.

27. Формирование изображения в световом микроскопе. Параметры светового микроскопа – разрешение, глубина резкости, увеличение, поле зрения. Числовая апертура. Связь между числовой апертурой и разрешением микроскопа. Специальные виды светового микроскопа.

28. Блок-схема определения электрофизических параметров с помощью эффекта Холла.

Физическая сущность эффекта Холла.

29. Четырехзондовый метод определения удельного сопротивления. Область применения.

30. Измерение удельного сопротивления полупроводников методом Ван дер Пау.

31. Метод сопротивления растекания для определения неоднородности удельного сопротивления.


2.5. ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ


1. Схемы химической очистки поверхности подложек от загрязнений.

2. Параметры процессов травления. Степень анизотропии. Селективность травления.

3. Процесс полирующего травления кремния.

4. Анизотропное травление полупроводников.

5. Особенности процессов «сухого травления». Примеры процессов «сухого» травления.

6. Процессы механической и химико-механической обработки поверхности подложек.

7. Методы формирования эпитаксиальных слоев полупроводниковых соединений.

8. Хлоридный процесс эпитаксии кремния

9. Гидридный процесс эпитаксии кремния

10. Гетероэпитасиальные структуры кремния на диэлектрических подложках

11. Автолегирование в процессе эпитаксии. Источники и пути подавления автолегирования.

12. Молекулярно-лучевая эпитаксия.

13. Технологический процесс фотолитографии.

14. Процессы, протекающие в позитивном и негативном резистах.

15. Особенности процесса электронолитографии.

16. Основные проблемы рентгенолитографии.

17. Технология воды высокой чистоты.

18. Технологические подходы к очистке газов для микроэлектроники.

19. Факторы, определяющие выход годных ИС.

20. Основные технологические схемы процесса изготовления ИС с изоляцией р-п переходом.

21. Комбинированная изоляция. Технологический маршрут изготовления ИС в структурах с р-эпитаксиальным слоем.

22. Технологические особенности формирования подзатворного диэлектрика МОП транзистора.

23. Методы простой конденсации, применяемые для формирования систем металлизации.

24. Многослойная металлизация кремниевых ИС. Структура многослойной металлизации.

25. Сравнительные характеристики МОП и биполярных ИС. БИК МОП структуры и технологические варианты их изготовления.

26. Конструктивные и технологические особенности изготовления затвора МОП транзистора. МОП транзистор с самосовмещенным затвором.

27. Эволюция методов формирования межкомпонентной изоляции кремниевых ИС.

28 Многоуровневая металлизация кремниевых ИС. Способы планиризации рельефа.

29. п и р канальные транзисторы. Область их применения.

30. КМОП структуры и технологический маршрут их изготовления.

31. Варианты процесса формирования изолирующих областей в технологии “Изопланар”.

32. Биполярные ИС с полной диэлектрической изоляцией. Их преимущества и недостатки. ЭПИК-процесс.

33. Технологический маршрут изготовления БТ по технологии “изопланар” на структурах с р-эпитаксиальным слоем.

34. Паразитные транзисторы с МОП ИС и пути их устранения.

35. Обоснование выбора легирующей примеси для формирования п+ скрытого коллектора БТ.

36. Способы формирования рисунка элементов металлизации ИС. Прямая и обратная литография. Область их применения.

37. КМОП структуры с независимыми карманами и технологический маршрут их изготовления.

38. Изопланарный процесс изготовления БТ на структурах с п- эпитаксиальным слоем.

39. БИКМОП структуры и технологические методы формирования изолирующих областей.

40. БИД и КИД технология. Преимущества и недостатки.

41. Особенности технологического процесса формирования щелевой изоляции.

42. Классификация ИС по методу изоляции. Основные параметры изолирующих областей.

43. Профили распределения примесей в транзисторной структуре с п+ скрытым слоем.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Шерченков А.А., Будагян Б.Г. Физика и технология полупроводниковых преобразователей энергии. Учебное пособие, М.:МИЭТ, 2007
  2. Штерн Ю.И., Шерченков А.А. Физика и технология полупроводниковых преобразователей энергии. Часть 1. М.:МИЭТ. 2006
  3. В.К. Прокофьева, Б.Н.Рыгалин.Кристаллизация полупроводников из расплава. М., МИЭТ, 2007.
  4. Б.Г. Будагян, Ю.И. Штерн, А.А. Шерченков. Материалы электронной техники. Учебное пособие, М.:МИЭТ, 1997.
  5. Б.Г.Будагян, А.А.Шерченков. Материалы твердотельной электроники. Учебное пособие. М.:МИЭТ(ТУ). 1999.
  6. Физико-химические основы интегральных микро- и нанотехнологий : учебное пособие для вузов в 2-х т. под ред. Ю.Н.Коркишко, Т.1. Ю.Д.Чистяков, Ю.П.Райнова. Физикохимические основы технологии микроэлектроники, М.:Бином, 2009
  7. Физико-химические основы интегральных микро- и нанотехнологий : учебное пособие для вузов в 2-х т. под ред. Ю.Н.Коркишко, М.В.Акуленок, В.М.Андреев, Д.Г.Громов и др. Технологические аспекты, М.:Бином, 2010
  8. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники, учебник, СПб.:Лань, 2003.
  9. Громов Д. Г., Мочалов А. И., Сулимин А. Д., Шевяков В. И., Металлизация ультрабольших интегральных схем : учебное пособие: – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний 2009
  10. С.С.Горелик, М.Я.Дашевский. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. Металлургия, М.:1988.
  11. Э.Р.Кларк Микроскопичсеские методы исследования материалов, М.Техносфера 2007
  12. Д.Бырандоон, У.Каплан Мир материалов и технологий. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля, М.:Техносфера, 2006
  13. Шаскольская М.П. Кристаллография. - М.: Высшая школа, 1984.
  14. Шалимова К.В. Физика полупроводников. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
  15. А.А. Шерченков, Ю.И. Штерн. Материалы электронной техники. Лабораторный практикум, М.:МИЭТ, 2004, ч 3



Программа вступительных испытаний составлена на основании государственного образовательного стандарта ВПО по направлению подготовки 550700 «Электроники и микроэлектроника» и рассмотрена на заседании кафедры «Материаловедение и физическая химия» (МФХ)


Заведующий кафедрой




/С.А.Гаврилов/


«___» _______ 2010г.