Федеральное государственное автономное учреждение высшего
профессионального образования
«Московский институт электроники и математики -
Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»»
Факультет Электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины
«Основы технологии электронной компонентной базы»
Направление подготовки 210100.62 - Электроника и наноэлектроника
Профиль подготовки – «Электронное машиностроение» и «Твердотельная электроника и микроэлектроника»
Квалификация выпускника - бакалавр
Автор – доц., к.т.н. Б.А. Лапшинов
Одобрена на заседании кафедры
«Электроника и наноэлектроника» «____»____________ 20 г.
Зав. кафедрой К.О. Петросянц____________________
Рекомендована профессиональной коллегией
УМС по электронике «____»____________ 20 г.
Председатель С.У. Увайсов_______________________
Утверждена Учёным советом МИЭМ «____»_____________20 г.
Ученый секретарь В.П. Симонов __________________
Москва 2013
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы
Область применения и нормативные ссылки
Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 210100 - Электроника и наноэлектроника подготовки бакалавра, изучающих дисциплину «Основы технологии электронной компонентной базы»
Программа разработана в соответствии с:
Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки бакалавра 210100.62 «Электроника и наноэлектроника»;
Образовательной программой подготовки бакалавра 210100.62 «Электроника и наноэлектроника»;
Рабочим учебным планом университета по направлению подготовки бакалавра 210100.62 «Электроника и наноэлектроника», утвержденным в 2013 г.
Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины "Основы технологии электронной компонентной базы" является формирования у студентов знаний о назначении, физических принципах
и методики выполнения основных технологических процессов производства приборов микро- и наноэлектроники.
Компетенции обучающегося,
формируемые в результате освоение дисциплины
В результате освоения дисциплины «Основы технологии электронной компонентной базы» студент должен:
изучить физические принципы и технологические процессы изготовления полупроводниковых подложек и формирования структур приборов твердотельной электроники;
изучить физические принципы и технологические процессы сборки приборов твердотельной электроники;
изучить конструктивные особенностей приборов твердотельной электроники;
приобрести практические умения анализа технологических процессов изготовления приборов твердотельной электроники;
ознакомится с современным научно-техническим уровнем технологии микро- и наноэлектронного производства
В результате освоения дисциплины «Основы технологии электронной компонентной базы» студент осваивает следующие компетенции:
Компетенция
|
Код по
|
Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)
|
Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции
|
Способность собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (в области микро- и нанотехнологий и оборудования).
|
ПК-6
|
Подготовка к практическим занятиям, обсуждение заданий на выполнение лабораторных работ, подготовка к написанию реферата
|
Посещение лекций, подготовка к практическим занятиям
и работа на них, выполнение лабораторных работ, написание реферата
|
Готовность к применению современных технологических процессов для производства элементной базы электронного машиностроения.
|
ПСК-4
|
Выбирает необходимые технологические процессы, оценивает режимы их выполнения, изучает и анализирует соответствующие литературные источники
|
Подготовка реферата, дискуссии на практических занятиях,
|
Способность владеть методиками расчета режимов технологических процессов оборудования изготовления изделий электроники и наноэлектроники.
|
ПСК-6
|
Работает на практических занятиях, рассчитывает режимы выполнения технологических процессов, анализирует состав технологического оборудования
|
Активность на практических занятиях, написание реферата
|
Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина " Основы технологии электронной компонентной базы " относится к вариативной части Профессионального цикла (Б.3).
Дисциплина требует наличия у студента знаний, умений и навыков, полученных в ходе изучения дисциплин "Химия" (1-2 семестры), "Материалы электронной техники" (3, 4 семестры), "Основы проектирования электронной компонентной базы" (5 семестр), "Физические основы электроники" (5 семестр). Для изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями:
ОК-1 – Способность владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения.
ПК-1 – Способность представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики.
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.
Дисциплина " Основы технологии электронной компонентной базы ":
имеет междисциплинарные связи с дисциплинами "Схемотехника" и "Вакуумная техника" и изучается с ними в параллельно в 6 семестре;
является предшествующей для изучения дисциплины «Наноэлектроника» (7 семестр), «Оборудование для получения тонкопленочных структур» (7 семестр), «Электронно- и ионнолучевое оборудование» (7 семестр), "Вакуумное и плазменное оборудование" (8 семестр).
Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
|
Всего часов / зачетных единиц
|
Семестры
|
6
|
-
|
-
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
114
|
114
|
|
|
Аудиторные занятия (всего)
|
90 / 2
|
90 / 2
|
|
|
В том числе:
|
-
|
-
|
|
|
Лекции
|
36
|
36
|
|
|
Практические занятия (ПЗ)
|
36
|
36
|
|
|
Семинары (С)
|
-
|
-
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
18
|
18
|
|
|
Самостоятельная работа (всего)
|
24
|
24
|
|
|
В том числе:
|
-
|
-
|
|
|
Курсовой проект (работа)
|
-
|
-
|
|
|
Расчетно-графические работы
|
-
|
-
|
|
|
Реферат
|
|
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы
|
-
|
-
|
|
|
|
-
|
-
|
|
|
Промежуточная аттестация (зачет)
|
-
|
-
|
|
|
Общая трудоемкость часы
зачетные единицы
|
114
|
114
|
|
|
-
|
-
|
|
|
Тематический план учебной дисциплины
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Лекц.
|
Практ.
зан.
|
Лаб.
зан.
|
Семин.
|
СРС
|
Все-го
|
1.
|
Введение
|
2
|
-
|
-
|
|
|
2
|
2.
|
Требования к материалам микроэлектронного производства
|
2
|
4
|
-
|
|
|
6
|
3.
|
Технология изготовления монокристаллов и полупроводниковых подложек
|
4
|
4
|
-
|
|
2
|
10
|
4.
|
Технология формирования тонкопленочных покрытий
|
6
|
8
|
12
|
|
4
|
30
|
5.
|
Поверхностное легирование материалов
|
4
|
4
|
-
|
|
4
|
12
|
6
|
Технология эпитаксиальных структур
|
3
|
2
|
|
|
|
5
|
7
|
Технология литографических и плазменных процессов
|
6
|
6
|
|
|
4
|
16
|
8
|
Технология изготовления гибридных микросхем
|
4
|
4
|
|
|
4
|
12
|
9
|
Технология сборочных процессов
|
5
|
4
|
6
|
|
|
15
|
Формы контроля знаний студентов
Тип контроля
|
Форма контроля
|
Модуль, семестр
|
Параметры
|
Текущий
|
контроль активности на практических занятиях
|
6
|
ответы на вопросы, решение задач, участие в дискуссиях
|
Промежуточный
|
Подготовка и выполнение лабораторных работ, выполнение домашнего задания
|
6
|
Контроль готовности к лабораторным работам
|
Итоговый
|
экзамен
|
6
|
|
Порядок формирования оценок по дисциплине
текущий контроль предусматривает учет активности студентов в ходе проведения практических занятий;
промежуточный контроль предусматривает оценку подготовки студентов к выполнению лабораторных работ;
итоговый контроль проводится по результатам написания реферата.
Итоговая оценка формируется как взвешенная сумма оценки, накопленной в течение курса, и оценки за реферат, как за письменную зачетную работу.
Критерии оценки знаний, навыков
Активность на практических занятиях оценивается по следующим критериям:
Ответы на вопросы, предлагаемые преподавателем;
Выступления у доски;
Участие в дискуссии по предложенной тематике.
Домашнее задание направлено на разработку технологического маршрута изготовления определенной структуры полупроводникового прибора.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Базовые учебники
Основная литература
Королев М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч.\/ М.А. Королев, Т.Ю. Крупкина, М.А. Ревелева; под общей ред. Ю.А. Чаплыгина. –М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. Ч.1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование. – 2007.
Киреев В.Ю. Введение в технологии микроэлектроники и наноэлектроники. – 2008.
В.Ю. Киреев, А.А. Столяров. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы. – 2006.
Л.А. Коледов. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. - 2008.
Лапшинов Б.А. Технология литографических процессов. Учеб. пособ. М.: МИЭМ, 2011.
Дополнительная литература
Плазменные процессы в производстве изделий электронной техники. В 3-х т. Мн.: ФУАинформ, 2000.
Попов В.Ф., Горин Ю.Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии: Учеб. Пособие для вузов. М. : Высш.шк., 1988.
Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.
Технология СБИС /Под ред. С.Зи. Т 1, 2. – М.: Мир, 1986.
Бродуай И., Мерей Д. Физические основы микротехнологии. – М.: Мир, 1985.
Содержание программы
Тема 1. Введение. Цели и задачи дисциплины. Понятие об микроэлектронных приборах. Краткий исторический обзор развития производства приборов твердотельной электроники. Характеристика и особенности микроэлектронного производства. Основные типы приборов твердотельной электроники (2 часа)
Основная литература:
Королев М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч.\/ М.А. Королев, Т.Ю. Крупкина, М.А. Ревелева; под общей ред. Ю.А. Чаплыгина. –М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. Ч.1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование. – 2007.
Дополнительная литература:
Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.
Тема 2. Требования к материалам микроэлектронного производства. Технологические процессы очистки исходных материалов и готовых полупроводниковых структур. Понятие о чистых веществах. Классификация материалов по степени чистоты. Технология процессов разделения и очистки материалов. (6 часов).
Основная литература:
Киреев В.Ю. Введение в технологии микроэлектроники и наноэлектроники. – 2008.
Дополнительная литература:
Физические методы контроля качества материалов: Учеб. пособие / Под. ред. А.А. Батаева. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.
Тема 3. Технология изготовления монокристаллов и полупроводниковых подложек. Методы получения монокристаллов полупроводниковых материалов. Классификация методов направленной кристаллизации. Получение монокристаллов по методу Чохральского. Метод бестигельной зонной плавки.
Материалы, используемые при изготовлении подложек. Основы абразивной обработки полупроводниковых материалов. Методы резки монокристаллов на пластины. Абразивное шлифование и полирование пластин. Структура нарушенного слоя при абразивной обработке хрупких материалов. Методы контроля качества полупроводниковых подложек. (8 часов).
Основная литература:
Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.
Дополнительная литература:
Тема 4. Технология формирования тонкопленочных покрытий. Классификация методов формирования покрытий. Химическое и плазмохимическое осаждение диэлектрических покрытий. Высокотемпературное окисление кремния. Вакуумные методы формирования тонкопленочных проводящих покрытий. Метод термического испарения материалов в вакууме. Распыление материалов ионной бомбардировкой. (14 часов)
Основная литература:
Киреев В.Ю. Введение в технологии микроэлектроники и наноэлектроники. – 2008.
В.Ю. Киреев, А.А. Столяров. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы. – 2006.
Дополнительная литература:
Плазменные процессы в производстве изделий электронной техники. В 3-х т. Мн.: ФУАинформ, 2000.
Тема 5. Поверхностное легирование материалов. Легирование материалов методом диффузии. Законы диффузии Фика. Диффузия из неограниченного и ограниченного источников. Легирование методом ионной имплантации. (8 часов)
Основная литература:
Королев М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч.\/ М.А. Королев, Т.Ю. Крупкина, М.А. Ревелева; под общей ред. Ю.А. Чаплыгина. –М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. Ч.1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование. – 2007.
Дополнительная литература:
Рисел Х., Руге И. Ионная имплантация. – М.: Мир, 1983.
Тема 6. Технология эпитаксиальных структур. Свойства эпитаксиальных структур и области их применения. Получение эпитаксиальных структур из газовой и жидкой фаз. Молекулярно-лучевая эпитаксия. (5 часов)
Основная литература:
Королев М.А. Технология, конструкции и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем: в 2 ч.\/ М.А. Королев, Т.Ю. Крупкина, М.А. Ревелева; под общей ред. Ю.А. Чаплыгина. –М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. Ч.1: Технологические процессы изготовления кремниевых интегральных схем и их моделирование. – 2007.
Дополнительная литература:
Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.
Тема 7. Технология литографических и плазменных процессов. Основные цели и задачи литографических процессов. Фоторезисты и их свойства. Фотолитография и основные этапы ее проведения. Ограничения фотолитографии. Основы УФ- , рентгено-, электроно- и ионолитографии.
Взаимодействие энергетических ионов с материалами. Физико-химические процессы в низкотемпературной газоразрядной плазме. Процессы травления и очистки материалов с использованием НГП. Основы ионного травления, плазмохимического травления и ионно-химического травления материалов. (12 часов)
Основная литература:
Лапшинов Б.А. Технология литографических процессов. Учеб. пособ. М.: МИЭМ, 2011.
Дополнительная литература:
Плазменные процессы в производстве изделий электронной техники. В 3-х т. Мн.: ФУАинформ, 2000.
Попов В.Ф., Горин Ю.Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии: Учеб. Пособие для вузов. М. : Высш.шк., 1988.
Тема 8. Технология изготовления гибридных микросхем. Технология формирования тонкопленочных элементов ГИС. Технология формирования толстопленочных ГИС. (8 часов)
Основная литература:
Л.А. Коледов. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. - 2008.
Тема 9. Технология сборочных процессов. Разделение пластин на кристаллы. Методы крепления кристаллов в корпусе прибора. Методы присоединения внешних выводов. Сборка приборов на ленточный носитель. Методы герметизации корпусов приборов. (9 часов).
Основная литература:
Дополнительная литература:
Лабораторный практикум
№ п/п
|
№ раздела дисциплины
|
Наименование лабораторных работ
|
Трудо-емкость
(часы/зачетные единицы)
|
1.
|
4
|
Технология формирования тонких пленок методом термического испарения в вакууме
|
4 час.
|
2.
|
4
|
Технология магнетронного распыления материалов
|
4 час.
|
3.
|
4
|
Технология нанесения покрытий методом вакуумного дугового испарения материалов
|
4 час.
|
4
|
9
|
Лазерная обработка материалов
|
6 час.
|
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ п/п
|
Наименование обеспе-чиваемых (последующих) дисциплин
|
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых дисциплин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
1.
|
Оборудование для получения тонкоплёночных структур
|
|
|
|
+
|
|
+
|
|
|
|
2.
|
Наноэлектроника
|
|
|
|
|
+
|
|
+
|
|
|
3.
|
Электронно- и ионнолучевое оборудование
|
|
|
|
|
+
|
|
+
|
|
|
4
|
Вакуумное и плазменное оборудование
|
|
|
|
+
|
|
+
|
+
|
|
|
Рекомендации по использованию информационных технологий:
Помимо книг, учебников и статей в журналах, студенты могут широко использовать интернет-ресурсы при изучении дисциплины.
Автор программы к.т.н., доцент: _____________ /Лапшинов Б.А../
|
