Программа дисциплины «Физические основы микро- и наносистемной техники» для направления 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемной техники»

Скачать 120.07 Kb.

Название	Программа дисциплины «Физические основы микро- и наносистемной техники» для направления 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемной техники»
Дата публикации	17.01.2015
Размер	120.07 Kb.
Тип	Программа дисциплины

100-bal.ru > Физика > Программа дисциплины

равительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"
«Факультет электроники и телекоммуникаций»
Программа дисциплины «Физические основы микро- и наносистемной техники»

для направления 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемной техники»

подготовки бакалавра

Автор программы:

Васильевский В.В. доцент vvasil@hse.ru
Одобрена на заседании кафедры «Микросистемная техника, материаловедение и технологии» «_29_»_августа_ 2013 г

Зав. кафедрой Кулагин В.П.
Рекомендована секцией УМС по электронике «___»____________ 20 г

Председатель С.У.Увайсов

Утверждена УС факультета электроники и телекоммуникаций «___»_____________20 г.

Ученый секретарь В.П.Симонов ________________ [подпись]

Москва, 2013

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

Цели и задачи дисциплины:

Целью преподавания дисциплины является формирование знаний о компонентах микросистемной техники, физических принципах их функционирования, конструкциях, базовых и специальных технологических операциях используемых при создании элементов и устройств микросистемной техники.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к вариативной части блока технических дисциплин и является неотъемлемой составной частью образовательной программы нанотехнологии и микросистемная техника. Одновременно курс создает предпосылки для более глубокого освоения базовых дисциплин; физическая химия материалов и процессов электронной техники, микросхемотехника и др., а также дальнейшего расширения теоретической и практической подготовки молодых специалистов.

ОК-10 – Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

ПК-1 – Способность представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики.

ПК-2 – Способность выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат.

ПК-6 – Способность собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии.

ПК-14 – Способность выполнять работы по технологической подготовке производства материалов и изделий электронной техники.

ПК-18 – Способность собирать, анализировать и систематизировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по тематике исследования в области электроники и наноэлектроники.

ПК-21 – Готовность анализировать и систематизировать результаты исследований, представлять материалы в виде научных отчетов, публикаций, презентаций.

Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- готов к работе на современном исследовательском оборудовании диагностики материалов и компонентов нано- и микросистемной техники (ПК-13);

- способен выбирать оптимальные технологические процессы, их последовательности и контрольно-измерительные операции для производства материалов и компонентов нано- и микросистемной техники (ПК-30);

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

классификацию элементов и устройств микросистемной техники;
физические принципы и особенности функционирования микросистем;

физико-технологические ограничения миниатюризации и интеграции;

материаловедческую базу микросистемной техники;
принципы организации базовых и специальных технологических процессов при производстве компонентов микросистемной техники.

Уметь:

нологклассификацию элементов и устройств микросистемной техники;
физические принципы и особенности функционирования микросистем;

физико-технологические ограничения миниатюризации и интеграции;

материаловедческую базу микросистемной техники;
принципы организации базовых и специальных техических процессов при производстве компонентов микросистемной техники.

Владеть:

навыками работы с отдельными компонентами микросистемной техники;
навыками применения компонентов микросистемной техники при создании технических систем различного функционального назначения.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Модули
Вид учебной работы	Всего часов	3	4	-
Общая трудоемкость дисциплины	144
Аудиторные занятия (всего)	80	30	50
В том числе:
Лекции	80	30	50
Практические занятия (ПЗ)	40
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	36	36
Самостоятельная работа (всего)	64	30	34
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы

Промежуточная аттестация (экзамен ,зачет)	4,8	1,8	3

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1.	Введение.	История возникновения и развития элементной базы микросистемной техники. Классификация компонентов микросистемной техники по функциональному назначению и принципу действия. Базовые конструкции и обобщенное описание компонентов микросистемной техники.
2.	Материалы микросистемной техники.	Классификация материалов микросистемной техники. Конструкционные, функционально-активные и адаптивные материалы. Критерии выбора и совместимости материалов: кристаллохимическая и термо-химическая совместимость. Материалы для механических конструкций, электрических и оптических связей. Функционально-активные материалы для электростатических, электромагнитных, пьезоэлектрических, термоэлектрических преобразователей, сплавы с памятью формы.
3.	Компоненты микросистемной техники.	Классический электромеханический и пьезоэлектрический преобразователи: основное термодинамическое тождество, описание процессов возбуждения, трансформации энергии в рабочей области. Проявление размерных эффектов и эффектов масштабирования при электростатических и электромагнитных взаимодействиях, границы применимости принципа подобия.
4.	Сенсоры.	Классификация сенсоров: назначение, принципы преобразования. Характеристики сенсоров: диапазон измерения, чувствительность, точность, линейность, селективность. Погрешности измерений: температурный и временной дрейф параметров, шумы. Микромеханические сенсоры. Механические конструкции: объемные, мембранные, балочные, струнные. Датчики на основе микромеханических преобразователей: давления, расхода, пульсаций, смещения, силы, ускорения. Термоэлектрические сенсоры. Терморезистивные, термоэлектрические, термомеханические, пироэлектрические преобразователи. Датчики: температуры, потока, вакуума, термопары, анемометры, болометры, термисторы. Оптические сенсоры: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фотосчетчики. Датчики: светового потока (энергетические, спектральные), оптического поглощения, смещения, положения. Магнитоэлектрические сенсоры: индуктивные преобразователи, магниторезисторы, магнитотранзисторы; датчики магнитного поля. Биохимические сенсоры: электрохимические, термокаталитические, адсорбционные преобразователи; датчики состава жидкостей и газов; датчики влажности.
5.	Актюаторы.	Микросистемы для преобразования электрической энергии в механическую: электростатические и электромагнитные микродвигатели, пьезодвижетели. оптомеханические микроприводы; зеркала, линзы, затворы, фильтры; оптопереключатели. Микроприводы движения на эффекте "памяти формы".Устройства для микросмещения, микропозиционирования, микрозахвата. Микроманипуляторы.
6.	Базовые и специальные операции микротехнологии.	Базовые технологические операции «поверхностной» микромеханики: избирательное жидкостное и газовое травление, комплиментарные материалы, «жертвенные» слои. Базовые технологические операции «объемной» микромеханики. Жидкостное изотропное и анизотропное травление, морфолого-топологические преобразования на основе анизотропии; электрохимическое травление, получение пористого кремния, «стоп»-слои, фотоиндуцированное травление. Ионно-плазменная технология объемного формообразования: высокопроизводительное реактивное ионно-плазменное травление, маскирующие покрытия, уход геометрических размеров. Лазерные технологии объемного формообразования: лазерный послойный топологически управляемый синтез, лазерная объемная полимеризация, стереолитография. Механические технологии объемного формообразования: алмазное, электроэрозионное и ультразвуковое микропрофилирование. Литографические процессы. Классификация базовых методов литографии: фото- , рентгено- и электронолучевая литография. Литографический цикл. Фотошаблоны. Способы совмещения и экспонирования. Пространственное разрешение. Эволюция процессов экспонирования: высокоэффективные источники дальнего ультрафиолета, оптическая литография с фазовым сдвигом, стереолитография, электроно-, рентгенолитография. Литография с использованием синхротронного излучения. Объемная субмикронная литография. Технология трехмерного формообразования с субмикронным разрешением: базовые процессы LIGA-технологии, экспонирование синхротронным излучением, электрохимическое осаждение, гальванопластика, микропрессование. Процессы сборки микросистем.

6. Лабораторный практикум

№	Наименование лабораторных работ
1	Исследование характеристик полупроводниковых датчиков температуры. Исследование характеристик тензорезистивного датчика давления мембранного типа. Исследование характеристик емкостного микроакселерометра. Исследование датчиков магнитного поля. Исследование характеристик оптического датчика газовых сред. Исследование характеристик адсорбционных металлооксидных датчиков газовых сред. Исследование характеристик ионоселективных РН-сенсоров.
2	Исследование характеристик микромеханического актюатора емкостного типа. Исследование характеристик пьезоэлектрическкого микроактюатора. Исследование микромеханического привода на эффекте "памяти формы". Исследование характеристик терморезистивного "микронагревателя - излучателя"

6.2. Рекомендуемый перечень практических занятий

№	Темы практических занятий
1	Классификация и стандартизация компонентов микросистемной техники. Сенсоры. Основные характеристики. Расчет базовой конструкции тензорезистивного преобразователя. Расчет базовой конструкции емкостного преобразователя. Сравнительный анализ сенсоров для измерения температуры.
2	Сравнительный анализ пьезоэлектрического и емкостного микроприводов.
3	Расчет конструкции микроэлектромеханического реле.
4	Сравнительный анализ мощности и КПД электростатического и электромагнитного микродвигателей.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Парфенов С.Д. Технология микросхем М. В.Ш.,1990.

2. Броудай И., Мерей Дж.. Физические основы микротехнологии. М., Мир, 1985.

3. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М., В.Ш., 1986.
б) дополнительная литература

1. Введение в микромеханику. Онами М., Ивасмидзу С., Гэнка К., Сиодзава К., Танака К. / Под ред. Онами М. – М.: Мир, 1987.

2. Агеев О.А., Мамиконова В.М., Петров В.В. и др. Микроэлектронные преобразователи не электрических величин: Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.
в) программное обеспечение

- Компьютерная программа моделирования электростатических преобразователей;

- Компьютерная программа моделирования электромагнитных преобразователей;

Компьютерная программа моделирования процесса электрохимического осаждения металлов;

- Компьютерная программа моделирования процесса термического окисления кремния;

Компьютерная программа моделирования процесса ионно-плазменного травления;

- Компьютерная программа моделирования процесса анизотропного травления.

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемной техники»

подготовки бакалавра

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Программа дисциплины «Физические основы радиационных технологий»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов, обучающихся по направлению...		Программа дисциплины «Вычислительная термодинамика» для направления... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 222900. 62 «Нанотехнологии...
	Программа дисциплины «Процессы на поверхности раздела фаз» для направления... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 222900. 62 «Нанотехнологии...		Программа дисциплины "Физико-механические свойства материалов для... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Программа дисциплины "Физико-механические свойства материалов для... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Программа дисциплины «Моделирование и проектирование микро- и наносистем»... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	«методы экспериментального исследования поверхности» Магистерская программа «Микро и нанотехнологии в производстве изделий электронной техники»		Разработка элементов наносистемной техники на основе углеродных нанотрубок... ...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Компьютерные технологии в науке и образовании» Магистерская программа «Микро и нанотехнологии в производстве изделий электронной техники»		Программа дисциплины «Основы кристаллографии и кристаллохимии» ... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Программа дисциплины «Физические основы микро- и наноэлектроники»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 210100...		Программа дисциплины «Теория дефектов в кристаллах» для направления... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Рекомендуется для магистрантов и аспирантов технических вузов по... П 29 Философия техники: учебное пособие / М. А. Петинова. – Самара: Самар гос техн ун-т, 2014. – 92 с		Рабочая программа учебной дисциплины «физические основы электроники» Цель дисциплины «физические основы электроники» направления подготовки бакалавра 200100. 62 электроника и наноэлектроника профиль...
	Программа дисциплины "Физическое материаловедение" для специальности... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Целью освоения дисциплины «Философские проблемы науки и техники» является формирование у магистрантов углубленных знаний о роли науки...

Программа дисциплины «Физические основы микро- и наносистемной техники»  для направления 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемной техники»

Похожие:

Программа дисциплины «Физические основы микро- и наносистемной техники» для направления 222900. 62 «Нанотехнологии и микросистемной техники»