Программа вступительного экзамена по специальности 05. 27. 06 "технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники"

Вид материала

Содержание

Неупорядоченные полупроводники
Наноматериалы и технология формирования низкоразмерных структур
Стекловидные и композиционные диэлектрики в технологии микроэлектроники

Подобный материал:

ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 05.27.06
"ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ, МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ"

РАЗДЕЛ 1
ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВ КВАНТОВОЙ И ОПТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

1. Лазеры. Технология лазерных гетоструктур. Ширина спектральной линии; когерентность излучения; усиление и эффекты насыщения в лазерах, оптические резонаторы. Типы лазеров: жидкостные, твердотельные, полупроводниковые. Технология лазерных гетоструктур. Лазерные материалы. Квантоворазмерные лазеры. Лазеры на нананоразмерных гетероструктурах и квантовых точках. Технология их формирования.

2. Волоконные световоды. Распространение энергии по волоконным оптическим волноводам, принципы работы оптических волноводов, оптические волокна и их характеристики, волновое уравнение и передаточные параметры, затухание. Методы изготовления волоконных световодов. Специальные волокна – активные, сохраняющие состояние поляризации, особопрочные, волокна со смещенной дисперсией. Технология их изготовления.

3. Планарный волновод. Уравнения Максвелла для планарного диэлектрического волновода. Граничные условия. Моды планарного волновода. Ортогональность мод. Модификации дисперсионного уравнения для различных типов волноводов. Метод Венцеля-Крамерса-Бриллюэна. Оптические волноводы в изотропных и одноосных кристаллах. Тензоры диэлектрической проницаемости и непроницаемости анизотропных волноводов. Дисперсионные уравнения трехслойных анизотропных волноводов. Канальные волноводы. Основные методы изготовления.

4. Пассивные интегрально-оптические элементы. Волноводные линзы. Типы линз. Методы расчета и изготовления. Волноводные поляризаторы. Типы поляризаторов. Материалы и методы изготовления. Направленные ответвители и разветвители каналов. Принципы. Методы изготовления.

5.Электро-оптический эффект. Эффекты Керра и Поккельса. Связь электрооптического тензора с симметрией кристаллов. Электрооптические модуляторы.

6. Акусто-оптический эффект. Фотоупругость. Дифракция Брэгга и Рамана-Натта. Акустооптическое взаимодействие в волноводах. Волноводный акустоооптический дефлектор, интегрально-оптический анализатор спектра радиосигналов. Технология изготовления.

7. Фотонные кристаллы. Описание физики поведения световых волн в наноструктурированных оптических материалах. Физические явления, лежащие в основе оптоэлектронных свойств низкоразмерных гетероструктур в видимом и ближнем ИК диапазонах. Технологии изготовления фотонных кристаллов.

8. Нелинейная оптика. Микроскопическая природа нелинейности. Нелинейности второго и третьего порядка. Тензор нелинейности второго порядка. Фазовый синхронизм. Квазифазовый синхронизм. Эффективность нелинейно-оптического преобразования. Генерация второй гармоники. Сложение и вычитание частот, самомодуляция, самосжатие и самофокусировка. Нелинейно-оптические материалы.

9. Фоторефрактивный эффект. Взаимодействие волн в фоторефрактивных волноводах. Стимулированное фоторефрактивное рассеяние света в волноводах. Интегрально-оптические элементы на основе фоторефрактивных волноводов. Двухлучевое взаимодействие. Оптическая память. Запись волноводных голограмм. Фоторефрактивные материалы.

10. Усиление света в волоконных, планарных и канальных волноводах. Волноводные лазеры. Объемное и локальное легирование диэлектриков и полупроводников редкоземельными и переходными элементами.

11. Методы и устройства модуляции оптического излучения, фотоприемники и фотоприемные модули, принципы действия и основные характеристики; коммутационные оптроны, оптоэлектронные реле, разъемы, переключатели; оптические устройства информатики, оптические запоминающие устройства и процессоры. Материалы и методы изготовления.

12. Материалы современной интегральной оптики (LiNbO₃, LiTaO₃, КТР, кристаллы А³B⁶ и А²B⁶, оптические стекла). Преимущества и недостатки использования нелинейных диэлектриков и полупроводников. Требования к материалам,

12. Технология формирования базовых элементов интегрально-оптических схем - планарных и канальных оптических волноводов в кристаллах ниобата и танталата лития и других активных диэлектриков. Эпитаксия, диффузия из пленок и газовой фазы, ионная имплантация, ионный обмен в растворах и расплавах. Достоинства и недостатки методов.

13. Технология формирования планарных и канальных оптических волноводов в оптических стеклах. Диффузия, ионная имплантация, ионный обмен.

14. Технология формирования планарных и канальных оптических волноводов в кристаллах полупроводниковых соединений А³В⁶ и А²В⁶. Диффузия, эпитаксия, ионный обмен.

Литература

1. Э.Розеншер, Б.Винтер, Оптоэлектроника. - М., Техносфера, 2004, 592 с.

2 Р.Фриман, Волоконно-оптические системы связи.- М., Техносфера, 2004, 440 с.

4. М.Адамс. "Введение в теорию оптических волноводов".- М., Мир 1984 г.

5. М.С.Содха, А.К.Гхатак. "Неоднородные оптические волноводы".-М., Связь, 1980. - 216 с.

6. П.К.Чео, Волоконная оптика. Приборы и системы. - М., Энергоатомиздат, 1988, 280 с.

РАЗДЕЛ 2

НЕУПОРЯДОЧЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ

И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Неупорядоченные полупроводники (a-Si и a -Si :Н), полупроводниковые стекла, жидкие полупроводники.

2. Основные классы неупорядоченных полупроводниковых материалов; аморфное, стеклообразное и жидкое состояние. Структурные особенности и термическая стабильность. Типы плавления полупроводников по характеру изменений межатомного взаимодействия. Получение п/п материалов при высоких скоростях охлаждения. Эффекты, наблюдаемые при глубоких переохлаждениях:

3. Структурные особенности и дефектные состояния в a-Si:H и сплавах на его основе. Роль водорода. Энергетический спектр носителей заряда в аморфных полупроводниках. Плотность электронных состояний, хвосты зон, уровни дефектов. Оптические и электрофизические свойства a-Si:H, эффект и сплавов на его основе. Метастабильность электрофизических свойств a-Si:H, эффект Стэблера-Вронсткого. Тонкопленочные полевые транзисторы на основе a-Si:H и области их применения. Сенсоры на основе a-Si:H и области их применения. Основные характеристики солнечных батарей на основе a-Si:H. Основные свойства, особенности строения стеклообразных и жидких полупроводников. Области применения. Основные типы приборов переключатели и элементы памяти. Оптические системы отображения информации на основе стеклообразных полупроводников. Полупроводниковые стекла: оксидные и халькогенидные. Технология получения полупроводниковых стекол и пленок на их основе. Электрофизические и оптические свойства.

Литература

1. Новоселова А.В., Глазов В.М., Смирнова Н.А., и др., Термодинамика и материаловедение полупроводников. - М., Металлургия, 1992, 392 с.

2. Будагян Б.Г., Штерн Ю.И., Шерченков А.А. Материалы электронной техники, Учебное пособие- М., МИЭТ (ТУ). 1997. 140 с.

3. Будагян Б.Г, Шерченков А.А., Мейтин М.Н.. Полупроводниковые преобразователи энергии, Учебное пособие. - М.,МИЭТ (ТУ), 2000. 68 с.

РАЗДЕЛ 3

НАНОМАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НИЗКОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР

1. Квантовые ямы, проволоки и точки. Физические эффекты, обусловленные размерами и размерностью нанообъектов. Ферми-газ и плотность состояний. Потенциальные ямы. Свойства зависящие от плотности состояний. Одноэлектронное туннелирование.

Электрофизические размерные эффекты. Классический размерный эффект по дебаевской длине. Квантовые размерные эффекты в тонких пленках. Размерное квантование в области пространственного заряда.

3. Металлические нанокластеры. Теоретическое моделирование наночастиц. Электронная структура. Полупроводниковые наночастицы. Оптические свойства. Экситоны. Фотофрагментация.

Углеродные наноматериалы. Фуллерены и углеродные нанотрубки. Методы получения. Физические и химические свойства. Области применения.
Особенности адсорбционных процессов в микро- и наноструктурах. Размерные эффекты и фазовые переходы.
Нанопристые материалы, получение свойства, применение. Пористые полупроводники и диэлектрики. Оптические свойства периодических пористых наноструктур. Фотонные кристаллы.
Методы молекулярного наслаивания в современной микро- и нанотехнологии. Физические и химические основы методов. Свойства многослойных наноструктур.
Зондовые методы получения и диагностики наноматериалов. Сканирующая зондовая микроскопия. Принципы действия. Особенности сканирующей туннельной, атомно-силовой, магнитно-силовой зондовой микроскопии.

Литература

1. Ч.Пул, Ф.Оуэнс, Нанотехнологии. - М., Техносфера, 2004, 328 с.

2. Асеев А.Л. (отв.ред.) Нанотехнологии в полупроводниковой электронике. – М., Издательство: СО РАН 2004 г. 368 стр.

3. Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела. – М., Изд-во МГУ, 1999. – 284 с.

4. Неволин В.К. Основы туннельно-зондовой нанотехнологии.- М., 1996.- 90с.

5. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века. / Харрис П.. Пер. с англ. под ред. и с доп. Чернозатонского Л.А..- М., Техносфера, 2003.- 335с. - (Мир материалов и технологий)

РАЗДЕЛ 4

СТЕКЛОВИДНЫЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ В ТЕХНОЛОГИИ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

1. Перспективы применения стекловидных материалов в технологии СБИС. Преимущества многокомпонентных стекловидных диэлектриков.

2. Требования к диэлектрическим материалам, применяемым в технологии СБИС. Физико-химическая и термическая совместимость стекловидных диэлектриков с материалами и технологическими процессами изготовления СБИС.

3. Стекловидные диэлектрики для пассивации, стабилизации и бескорпусной защиты СБИС.

4. Стекловидные диэлектрики для межслойной изоляции многоуровневой проводниковой разводки и планеризации развитого рельефа СБИС.

5. Стекловидные диэлектрики для межуровневой изоляции слоев рекристаллизированного поликремния в трехмерных СБИС.

6. Стекловидные диэлектрики для межкомпонентной изоляции СБИС. Применение стекловидных диэлектриков в структурах "кремний на изоляторе" (КНИ).

7. Физико-химические основы синтеза особо чистых многокомпонентных стекловидных диэлектриков для технологии СБИС. Синтез в индукционных установках с горячим и холодным тиглем. Золь-гель метод. Химическое осаждение из парогазовых смесей. Синтез особо чистых ультрадисперсных порошков многокомпонентных стекловидных диэлектриков в низкотемпературной плазме.

8. Методы формирования тонких и субмикронных пленок стекловидных диэлектриков и их сравнительная характеристика.

9. Формирование тонких и субмикронных стекловидных пленок методами ионного распыления. Ионно-плазменное распыление. Ионно-лучевое распыление. ВЧ магнетронное распыление. Особенности ионного распыления диэлектрических материалов.

10. Классификация композиционных диэлектрических материалов по типу наполнителя и связующего.

11. Требования к стекловидному и керамическому наполнителю. Типы стекол, используемых в качестве связующего в СККМ. Особенности составов и свойств. Системы для синтеза связующих стекол. Виды наполнителей для СККМ, особенности составов и свойств.

12. Основные принципы синтеза СККМ. Влияние дисперсности порошков исходных компонентов СККМ, соотношения стекловидное связующие: керамический наполнитель на процесс спекания СККМ.

13. СККМ на основе кристаллизующихся и некристаллизующихся стекол. Особенности процесса формирования их структуры. Изменение фазового состава в процессе спекания СККМ на основе кристаллизующихся стекол. Процессы, протекающие на границе раздела стеклосвязующее - керамический наполнитель.

14. Технологические особенности производства СККМ с использованием различных методов формирования диэлектрических заготовок

Литература

1. Петрова В.З., Тельминов А.И., .Ермолаева А.И, Кошелев Н.И. "Многокомпонтные стекловидные диэлектрики в микроэлектронике" Под ред..Петровой В.З. -М., МГИЭТ, 1992 г.

2. Петрова В.З., Кошелев И.Н., Ермолаева А.И. "Особо чистые стекловидные и керамические материалы". М.,МГИЭТ, 1992 г.

3. А.Вест. "Химия твердого тела. Теория и приложения". В 2-х ч.М., Мир, 1988.

4. Конспект лекций по курсу "Физика и технология материалов для толстых пленок" Петрова В.З., Шутова Р., Тельминов А.И., Андронова Р.Е. - М.: МГИЭТ, 1992 г.

5. Химическая технология стекла и ситаллов. Под ред. Павлушкина Н.М. М.:Стройиздат, 1983 г.

Blog

Содержание