Введение в специальность

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Расчет и проектирование полупроводниковых приборов и элементов интегральных микросхем В.И. Пачинин Кафедра интеллектуальных систем Пояснительная записка Содержание дисциплины Их конструктивно-топологические отличия от дискретных полупроводниковых приборов С оптимальными параметрами Тема 3.2. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ В ДИСКРЕТНОМ ИСПОЛНЕНИИ И активной нагрузками Примерный перечень практических занятий Примерный перечень лабораторных работ Примерный перечень тем курсовых работ

Подобный материал:

• Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
• А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
• Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
• Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
• Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
• Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
• Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
• В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
• Введение в специальность, 1423.7kb.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-41-001/тип.


РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности І-41 01 02 Микро- и наноэлектронные

технологии и системы


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составители:

В.А. Сокол, профессор кафедры микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук;

В.И. Пачинин, доцент кафедры микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» кандидат технических наук


Рецензенты:

Н.А. Цырельчук, ректор Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», профессор, кандидат технических наук;

Кафедра интеллектуальных систем Учреждения образования «Белорусская государственная политехническая академия» (протокол № 7 от 21.03.2002 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой микроэлектроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 7 от 04.02.2002 г.),

Научно-методическим советом по направлениям 1-36 Оборудование и 1-41 Компоненты оборудования УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 25.10.2002 г.)


Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.030-98


Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Расчет и проектирование полупроводниковых приборов и элементов интегральных микросхем» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.030-98 по специальности 1-41 01 02 Микро- и наноэлектронные технологии и системы для высших учебных заведений. Целью изучения дисциплины является формирование необходимого объема сведений, достаточных для проведения студентом инженерных расчетов полупроводниковых приборов и элементов интегральных микросхем.

В результате освоения курса студент должен:

знать:

• физические процессы, протекающие в полупроводниках и р-п переходах;
  
• конструкции дискретных полупроводниковых приборов и элементов инте-гральных схем (ИС);
  
• специфические особенности технологии их изготовления;
  

уметь характеризовать:

• области использования изучаемых приборов и элементов;
  

перспективы развития инженерных методов расчета;

приобрести навыки применения инженерных методов расчета структур и полупроводниковых приборов.

Программа рассчитана на объем 115 аудиторных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 66 часов, лабораторных работ - 33 часа, практических занятий - 16 часов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ


Задачи курса, методологическое обеспечение

Основные этапы разработки полупроводниковых приборов и микросхем. Маршруты проектирования полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (ИМС) и их взаимосвязь с технологией создания структур.


Раздел 1. Дискретные биполярные полупроводниковые приборы


Тема 1.1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

1.1.1. Порядок проектирования и расчета полупроводникового выпрямительного диода. Выбор структур, исходных полупроводниковых материалов. Расчет геометрических размеров, расчет электрических параметров.

1.1.2. Методика оценки технологических параметров. Особенности расчета стабилитронов, варикапов, СВЧ диодов и диодов Шоттки, фоточувствительных и светоизлучающих структур.


Тема 1.2. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

1.2.1. Конструктивные разновидности транзисторов. Влияние конструктивно-технологического исполнения транзисторов на их параметры. Проектирование транзисторных структур с оптимальными параметрами.

1.2.2. Методика проектирования транзисторов. Выбор структур, исходных полупроводниковых материалов, расчет геометрических размеров, расчет электрических параметров. Методика оценки технологических параметров.


Раздел 2. Элементы биполярных интегральных ИМС


Тема 2.1. АКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИМС,

ИХ КОНСТРУКТИВНО-ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ОТЛИЧИЯ ОТ ДИСКРЕТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ


Тема 2.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ В ИНТЕГРАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ

2.2.1. Конструктивно-технологические отличия от дискретных приборов. Особенности их расчета. Выбор структуры прибора, исходных полупроводниковых материалов. Расчет геометрических размеров, расчет электрических параметров.

2.2.2. Методика оценки технологических параметров. Формирование интегральных диодных структур на базе интегральных транзисторов. Оценка их параметров.


Тема 2.3. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Влияние конструктивно-технологического исполнения транзисторов на их параметры. Особенности проектирования продольных и поперечных транзисторных структур.


Тема 2.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР

С ОПТИМАЛЬНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Методика проектирования транзисторов. Выбор структур, исходных полупроводниковых материалов, расчет геометрических размеров, расчет электрических параметров. Методика оценки технологических параметров.


Тема 2.5. ФУНКЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИМС

2.5.1. Формирование структур, выполняющих несколько функций. Совмещение пассивных и активных областей транзисторов с резисторами, активные приборы в качестве нагрузочных элементов, RC-структуры.

2.5.2. Конструкции, методы расчета.


Раздел 3. Структуры на основе полевых эффектов

и приборы на их основе


Тема 3.1. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Сравнительные характеристики и параметры. Пороговое напряжение и порядок его расчета. Вольт-амперные характеристики. Паразитные элементы в полевых структурах. Ограничения, накладываемые на проектирование полевых структур. Базовая и альтернативные технологии и параметры структур.


Тема 3.2. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ В ДИСКРЕТНОМ ИСПОЛНЕНИИ

Конструктивно-топологическое исполнение. Порядок расчета и проектирования дискретных полевых транзисторов. МДП-транзисторы с индуцированным и встроенным каналами. Полевые транзисторы с управляемым р-п переходом. Особенности расчета СВЧ- и мощных полевых транзисторов. Конструирование полевых транзисторов с барьером Шоттки.


Тема 3.3. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Конструктивно-топологические отличия от дискретных приборов. Порядок расчета структуры. Паразитные параметры интегральных структур.


Тема 3.4. ИНВЕРТОРЫ НА БАЗЕ ПОЛЕВЫХ СТРУКТУР С ПАССИВНОЙ

И АКТИВНОЙ НАГРУЗКАМИ

Инверторы с резистивной нагрузкой. Полевые транзисторы в качестве нагрузки. Конструкция КМОП-инвертора, его параметры. Особенности проектирования ИМС на основе КМОП-транзисторов.


Раздел 4. Коммутационные элементы полупроводниковых ИМС


Тема 4.1. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИИ КОММУТАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

4.1.1. Расчет межсоединений, омических контактов и контактных площадок. Выбор и расчет изоляции элементов ИМС. Выбор подложки и корпуса полупроводниковых приборов и ИМС.

4.1.2. Расчет тепловых режимов подложки и корпуса.


Раздел 5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ


Тема 5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОСТАВЕ И ИЗГОТОВЛЕНИИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Требования ЕСКД. Автоматизация разработки конструкторской документации.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Расчет конструкции и топологии полупроводниковых выпрямительных диодов.
   
2. Расчет конструкции, топологии и основных параметров варикапов.
   
3. Расчет конструкции, топологии и основных параметров стабилитронов.
   
4. Расчет конструкции, топологии и основных параметров СВЧ диодов.
   
5. Расчет конструкции, топологии и основных параметров биполярных и полевых транзисторов.
   

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Расчет основных конструктивных и технологических параметров основных областей биполярного транзистора.

2. Проектирование базовой структуры биполярного транзистора.

3. Исследование взаимосвязи электрофизических и конструктивно технологических параметров полевых транзисторов.

4. Проектирование п-канальных полевых транзисторов с индуцированным каналом и изолированным затвором.

5. Проектирование р-канальных полевых транзисторов со встроенным каналом и изолированным затвором.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ


1. Расчет и разработка конструкции дискретного полупроводникового прибора (диода, стабилитрона, варикапа, транзистора) по заданным параметрам.

2. Расчет и разработка конструкции и топологии логического элемента
   цифровых ИМС.
   
3. Расчет и разработка конструкции и топологии аналоговой микросхемы.
   

ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Березин А.С., Мочалкина О. Технология и конструирование интегральных микросхем. – М.: Радио и связь, 1992.

2. Пономарев М.Ф. Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов

ЭВА. – М.: Радио и связь, 1982.

3. Коледов Л.А. Конструирование и технология микросхем. – М.: Высш. шк., 1984.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Бубенников А. М., Садовников А.Д. Физика и технология проектирования биполярных элементов Si-БИС. – М.: Радио и связь, 1990.

2. Крутякова М.Г., Чарыков В.М., Юдин М.А. Проектирование и расчет полупроводниковых приборов. – М.: Радио и связь, 1988.

3. Мелляр Р., Кейминс Т. Элементы интегральных схем. – М.: Мир, 1989.