Микро- и наноэлектроника

2024/2025

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

6

Кредиты

Кто читает:

Департамент электронной инженерии

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

1-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Петросянц Константин Орестович

Харитонов Игорь Анатольевич

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. Дисциплина требует наличия у студента знаний, умений и навыков, полученных в ходе изучения дисциплин бакалавриата «Физика», «Химия», «Материалы электронной техники», «Физические основы электроники», «Электроника».

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

• Владеет методами оценки параметров полупроводниковых структур.
• Владеет навыками работы с технической литературой по наноэлектронике; навыками анализа топологий микроэлектронных изделий с использованием методов оптической микроскопии.
• Владеет системами автоматизированного проектирования схем
• Знает классификации ИС, понятия степени интеграции, устройство систем на кристалле.
• 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.
• 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.
• 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.
• Умеет оценивать перспективы развития Микро и наноэлектроники,
• Умеет практически рассчитывать и оценивать профили примеси в полупроводниковых приборах, параметры приборов.
• Умеет рассчитывать параметры структур полупроводниковых приборов различных технологий. Исследовать топологии полупроводниковых приборов с помощью микроскопии.

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Введение в микро- и наноэлектронику.
• Тема 2. Материалы МЭ и НЭ. Электрофизические параметры. Технологические маршруты изготовления п/п приборов.
• Тема 3. Физические структуры, параметры и электрические характеристики приборов МЭ и НЭ. Электрические характеристики.
• Тема 4. Наноструктуры п/п приборов. Эффекты сверхмалых размеров. Туннелирование. Кванто-механические эффекты. Сверх БИС и СНК

Элементы контроля

• Контрольная работа
• Практическая работа
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  0.2 * Контрольная работа + 0.2 * Практическая работа + 0.6 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Драгунов, В. П.  Наноэлектроника в 2 ч. Часть 1 : учебное пособие для вузов / В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 285 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-05170-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/433632 (дата обращения: 28.08.2023).
• Драгунов, В. П.  Наноэлектроника в 2 ч. Часть 2 : учебное пособие для вузов / В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 235 с. — (Университеты России). — ISBN 978-5-534-05171-1. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/438867 (дата обращения: 28.08.2023).
• 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., 2007
• Щука, А. А.  Наноэлектроника : учебник для бакалавриата и магистратуры / А. А. Щука ; под общей редакцией А. С. Сигова. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 297 с. — (Бакалавр и магистр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-8280-0. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/433847 (дата обращения: 28.08.2023).

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

Авторы

• Харитонов Игорь Анатольевич
• Романова Татьяна Валентиновна
• Петросянц Константин Орестович