Регистрац каф № есть. удалить ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ НИВЕРСИТЕТ им. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ» Институт Радиоэлектроники и телекоммуникаций Кафедра Конструирования и технологии производства электронных средств "УТВЕРЖДАЮ" Проректор по ОД ________________ Н.Н. Маливанов « _____» ________________ 20___ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ Индекс по учебному плану: Б.3.Б.5. Направление: 211000.62 Конструирование и технология электроных средств Профиль подготовки: Пр. 1. Конструирование радиоэлектронных средств Вид профессиональной деятельности: проектно-конструкторский Профиль подготовки: Пр. 2. Проектирование и технология радиоэлектронных средств Вид профессиональной деятельности: проектно-технологический Профиль подготовки: Пр. 3. Информационные технологии проектирования электронных средств Вид профессиональной деятельности: проектно-технологический г. Казань, 2012 г. 2 Рабочая программа составлена на основе Федерального Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к содержанию и уровню подготовки выпускника по направлению 211000.62 «Конструироваие и технология электронных средств» №789 от 22 декабря 2009 г. и в соответствии учебным планом направления 211000.62 «Конструироваие и технология электронных средств», утвержденным Ученым советом КНИТУ-КАИ 26.12.2011 г. Рабочую программу учебной дисциплины разработал :к.т.н., доцент кафедры КиТ ПЭС __________________ Якутенков А.А. Рабочая программа учебной дисциплины Наименование подразделения РЕКОМЕНДОВАНА Кафедра КиТП ЭС (выпускающая)) _________ зав. кафедры КиТП ЭС Карамов Ф.А. Институт РЭТ __________ директор ИРЭТ Надев А.Ф. ____________ директор библиотеки Мартынова Е.А. ОДОБРЕНА ОДОБРЕНА Библиотека Дата № протокола _ _ Подпись СОГЛАСОВАНА УМЦ университета _____________ директор УМЦ Потапов А.А. ОДОБРЕНА Кафедра ИТП ЭВС (выпускающая)) _________ зав. кафедры ИТП ЭВС Чермошенцев С. Ф. ОДОБРЕНА Институт ТКИ __________ директор ИТКИ Трегубов В.М. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 3 Содержание Раздел 1. Исходные данные и конечный результат освоения дисциплины ………………….. 1.1 Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе …………………………. 4 4 1.1.1 Цели и задачи изучения дисциплины …………………………………………………. 4 1.1.2. Место дисциплины в учебном процессе ….…………………………………………. 4 1.1.3 Междисциплинарное согласование …………………………………………………. 4 1.2. Квалификационные требования к содержанию и уровню освоения дисциплины 4 1.2.1 Объем дисциплины (с указанием трудоемкости всех видов учебной работы)…... 4 Перечень компетенций, которые должны быть реализованы в ходе освоения дисциплины 1.2.3. Составляющие компетенций и характеристика уровней освоения компетенций . и их составляющих Раздел 2 Содержание дисциплины и технология ее освоения ……………………………….. 2.1 Структура дисциплины и трудоемкость ее составляющих ………………………... 2.2.1. Содержание разделов и тем учебной дисциплины …………………………………. 2.2.2. Содержание дисциплины …………………………………………………………….. 2.2.3. Содержание практических занятий …………………………………………………. 2.2.4. Курсовая работа………………………………………………………………………. 2.2.5. Образовательные технологии ………………………………………………………... 2.2.6. Критерии оценок текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации ... по итогам освоения дисциплины Раздел 3 Обеспечение дисциплины……………………………………………………………. 3.1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины …………………………………... а) основная литература ………………………………………………………………….. б) дополнительная литература ………………………………………………………….. 3.2. Материально-техническое обеспечение дисциплины ……………………………… 3.2.1. Учебные лаборатории (классы) ……………………………………………………… 3.2.2. Основное техническое обеспечение учебного процесса по дисциплине…………. 3.3. Кадровое обеспечение дисциплины …………………………………………………. Раздел 4 Вносимые изменения и утверждения ……………………………………………….. 4.1. Лист регистрации изменений, вносимых в рабочую программу учебной дис........... циплины 4.2. Лист утверждения рабочей программы учебной дисциплины …………………….. 1.2.2. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 5 7 16 16 17 19 22 23 24 24 25 25 25 25 25 25 25 26 27 27 28 4 Рабочая программа дисциплины разработана на основе выполнения требований следующих нормативных документов: ФГОС 3 ВПО по направлению бакалаврской подготовки 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ 22.12.2009 г. № 789). Учебного плана по направлению 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (утвержденного Ученым советом КНИТУ-КАИ 26.12.2011 г., протокол № 11). Раздел 1. Исходные данные и конечный результат освоения дисциплины 1.1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе 1.1.1 .Цели и задачи изучения дисциплины. Целью курса является подготовка студентов в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конструкторам и технологам радиоэлектронных средств. Основными задачами курса являются. - изучение основных физических процессов в полупроводниках и полупроводниковых устройствах (элементах микроэлектронных схем); - приобретение навыков измерения и анализа параметров полупроводниковых материалов и элементов микросхем; - изучение физических процессов, с которыми связаны перспективы развития микроэлектроники. 1.1.2. Место дисциплины в учебном процессе. Дисциплина закладывает знания, необходимые для освоения последующих дисциплин, связанных со схемо- и системотехникой электронных средств, основами конструирования электронных средств, технологии производства электронных средств, технологическими процессами микроэлектроники. 1.1.3 Междисциплинарное согласование. Дисциплина непосредственно связана с дисциплинами: Б.2.Б1. «Математика»; Б.2.Б2. «Физика»; Б.2.Б.3. «Химия». 1.2. Квалификационные требования к содержанию и уровню освоения дисциплины 1.2.1. Объем дисциплины (с указанием трудоемкости всех видов учебной работы), приведен в Таблице 1. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 5 Таблица 1. Объем дисциплины Виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины по ФГОС Аудиторные занятия Лекции Практические занятия Семинары Лабораторные работы Другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа студента (СРС) Базовая СРС: Проработка учебного материала Дополнительная СРС Курсовой проект Курсовая работа Итоговая аттестация (экзамен) Общая трудоемкость Семестр: 3 4 в час в ЗЕ 216 6 в час 72 в ЗЕ 2 в час 144 в ЗЕ 4 108 36 36 36 108 3 1 1 1 3 54 18 18 18 18 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5 54 18 18 18 90 1,5 0,5 0,5 0,5 2,5 36 36 72 36 36 1 1 2 1 1 18 18 - 0,5 0,5 - 18 18 72 36 36 0,5 0,5 2 1 1 1.2.2. Перечень компетенций, которые должны быть реализованы в ходе освоения дисциплины. Компетенции, которые должны быть освоены при изучении дисциплины (см. Табл. 2): ПК-3; ПК-5; ПК-12; ПК-15; ПК-16; ПК-20; ПК-24 и ПК-25. Таблица 2. Компетенции, которые должны быть освоены при изучении дисциплины Коды формируемых компетенций 1 ПК-3 ПК-5 ПК-12 Наименование компетенции 2 Готовностью учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности. Способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных. Готовностью осуществлять контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным. Краткое содержание компетенции 3 Способность пользоваться современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации; навыками использования современных средств измерения и обоснования выбора таких средств. Владеть: навыками работы на сложном измерительном и испытательном оборудовании; навыками обработки экспериментальных данных и оценки погрешности измерений. Владеть математическими приемами и способами количественных расчетов с помощью которых показатели, получаемые в ходе эксперимента, можно обобщать, приводить в систему, выявляя скрытые в них закономерности. Владеть способами представления экспериментальных данных в символьной, графической и других формах. Знать правила подготовки проектов к утверждению национальным органом Российской Федерации по стандартизации и регистрации, а также порядок проведения, опубликования утвержденных проектов, внесения поправок в дейтвующие проекты и подготовки документов по отмене проектов. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 6 ПК-15 ПК-16 ПК-20 ПК-24 ПК-25 Способностью разрабатывать документацию и участвовать в работе системы менеджмента качества на предприятии. Готовностью организовывать метрологическое обеспечение производства электронных средств. Готовностью проводить эксперименты по заданной методике, анализировать ре-зультаты, составлять обзоры, отчеты. Готовностью участвовать в разработке технической документации (графиков работ, инструкций, планов, смет) и установленной отчетности по утвержденным формам. Готовностью выполнять задания в области сертификации технических средств, систем, процессов и материалов. Знать федеральные законы по разработке и внесении изменений в документацию; ситему менеджмента качества на основе меж-дународных стандартов серии 9000 ISO; правила сертификации предприятия нормативные документы, описывающие и регулирующие бизнес-процессы деятельности в рамках системы менеджмента качества. Иметь способности к установлению и применению научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности проводимых измерений. Знать проблем измерений в целом и образующих измерение элементов: средств измерений, физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений и др. Способность к разработке и внедрении норм и правил выполнения измерений, устанавливать требования, направленные на достижение единства измерений, порядок разработки и испытаний средств измерений согласно метрологическому обеспечению. Готовность проводить эксперименты по заданной методике, анализировать результаты своей работы, делать выбор оптимальной структуры полупроводниковых элементов, и уметь представить работу в виде обзора или отчета. Способность выполнять с использованием средств вычислительной техники, ком-муникаций и связи работу в области научно-технической деятельности по проектированию, информационному обслуживанию производства, труда, метрологическому обеспечению, тех-ническому контролю и т.п.; разрабатывать методические и нормативные документы, техническую документацию. Иметь навыки в разработке проектов и программ предприятия; изучать и анализировать информацию, тех-нические данные, и результаты работы, используя современную электронно-вы-числительную технику в составлении технической документации; иметь навыки в составлении отчетности по утвержденным формам; следить за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов; должен знать: директивные и распорядительные документы, методические и нормативные материалы; основные требования, предъявляемые к технической документации; действующие стандарты, технические условия, положения и инструкции. Способность строгого и неформального соблюдения ГОСТов при разработке технической документации; к приведению технической документации к виду, соответствующему государственным стандартам. Знать порядок проведения сертификации технических средств в системе добровольной сертификации ГОСТ Р; к соблюдению правил подачи заявок на сертификацию, оформления договоров на проведение работ по сертификации; способность к принятию решения о выдаче сертификата соответствия и разрешения использования знака соответствия. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 7 1.2.3. Составляющие компетенций и характеристика уровней освоения компетенций и их составляющих. Составляющие компетенций, которые должны быть освоены при изучении дисциплины. Таблица 3. Составляющие компетенции ПК-3 Составлящие компетенции Когнитивная составляющая Код составлящей Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный Знание основных со- Знание типовых про- Знание современ- Знание современвременных про- грамм, основных ме- ных программных ных программ для граммных средств, тодов измерений, ос- методов измерений, выполнения конметодов проведения новных методов современных мате- структорскоизмерения, основ- оценки погрешности матических методов техноло-гической ных направлений измерений. оценки погреш- докумен-тации, меразвития электроностей, знание одно- тодов измерений, ПК-3к ники. го алгоритмического современ-ных маязыка высокого тематических меуровня. тодов оценки погрешностей, знание не менее двух алгоритмических языков вы-сокого уровня. ОпераУмение применять Умение применять Умение применять Умение применять ционная программные ме- программные ме- современные про- современные просоставтоды подготовки тоды подготовки граммные методы граммные методы ляющая конструкторско-тех- конструкторско-тех- подготовки кон- подготовки коннологической доку- нологической доку- структорскострукторскоментации, исполь- ментации, исполь- техноло-гической техноло-гической зовать современную зовать современную документации, ис- докумен-тации, исПК-3о вычислительную вычислительную пользовать со- пользовать совретехнику для прове- технику для про- временную вы- менную выдения измерений. ведения измерений. числительную тех- числительную технику для проведения нику для проведения измерений. измерений с учетом развития современной электроники. МетодиЗнание основных ме- Знание типовых ме- Знание современных Знание современных ческая тодов построения ал- тодов построения ал- методов построения методов построения составгоритмов подготовки горитмов подготовки алгоритмов подго- алгоритмов подголяющая контруторско-техно- конструторско-тех- товки конструтор- товки конструторлогической докумен- нологической доку- ско-технологической ско-технологичестации, проведения ментации, проведе- документации, про- кой документации; ПК-3м измерений с исполь- ния измерений с ис- ведения измерений с умение проводить зованием современ- пользованием типо- использованием со- измерения с испольной электроники. вой электроники. временной электро- зованием современники. ной электроники. Знание современных методов оценки погрешностей. ИнфорУмение использова- Владение ППП Mat- Владение ППП Mat- Владение ППП Matмационния ППП MatLab и Lab и MathCAD для Lab и MathCAD для Lab и MathCAD для ная MathCAD при пост- решения задач мо- решения задач моде- решения задач модесоставроении и проведения делирования типо- лирования типовых лирования типовых ляющая анализа алгоритмов вых алгоритмов алгоритмов проведе- алгоритмов опредеПК-3и определения опти- определения опти- ния измерений изде- ления оптимальных мальных параметров мальных парамет- лий микроэлектро- параметров технолоэксперимента обзо- ров информацион- ники, анализа ре- гического процесса ров, отчетов. ных технологий в зультатов экспери- проведения измересвоей практике. мента. ний изделий микро_________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 8 Аргументировочная составляющая ПК-3а электроники любого типа, анализа результатов эксперимента, составления обзоров, отчетов. Умение компетентно Умение компетент- Умение компетент- Умение компетентно представлять инфор- но представлять ин- но представлять ин- представлять информацию (устно и пись- формацию (устно и формацию (устно и мацию (устно и менно) о математи- письменно) о тео- письменно) о тео- письменно) о теоческих методах про- рии, методах, прие- рии, методах, прие- рии, методах, приеведения измерений и мах информацион- мах и информа- мах и информационожидаемых погреш- ных технологиях ционных техноло- ных технологиях исностях измерений, использования ма- гиях использования пользования матемапредставлять совре- тематических ме- математических ме- тических методов менные тенденции тодов построения и тодов построения и построения и аналиразвития электро- анализа проведения анализа современ- за современных алники. измерений. ных алгоритмов про- горитмов определеведения измерений, ния оптимальных представлять тен- параметров проведеденции развития ния измерений, электроники. представлять современные тенденции развития электроники. Таблица 4 Составляющие компетенции ПК-5 Составлящие компетенции Код составлящей Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный Готовность учиты- Знание типовых Знание современных Знание современвать современные способов проведения способов проведения ных способов протенденции развития измерений и пред- измерений и пред- ведения измерений Когниприемов и способов ставления экспери- ставления эксперимен- и представления тивная ПК-5к представления экспе- ментальных данных. тальных данных и экспериментальных ставриментальных даноценки погрешности. данных, и оценки ляющая ных. на современном уровне погрешности измерений. Умение применять Умение применять Умение применять ти- Умение применять программные методы программные методы повые программные современные проОперацпри проведении из- измерений, пред- методы проведения из- граммные методы ионная мерений и представ- ставления данных. мерений и пред- проведения измересостав- ПК-5о лении эксперименставления экспери- ний и представлелятальных данных. ментальных данных. ния эксперименющая тальных данных и оценки погрешности измерений. Знание основных ме- Знание типовых ме- Знание современных Знание современтодов построения ал- тодов построения ал- методов построения ных методов погоритмов проведения горитмов проведения алгоритмов проведе- строения алгоритизмерений и пред- измерений и пред- ния измерений и пред- мов проведения изМетодиставления экспери- ставления экспери- ставления экспери- мерений и предческая ментальных данных. ментальных данных. ментальных данных. ставления экспериПК-5м составментальных данных ляющая с использованием современной электроники, оценки погрешности измерений на современ_________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 9 ном уровне. Информационная составляющая Аргумен- тировочная составляющая Умение использова- Владение ППП Mat- Владение ППП MatLab Владение ППП Matния ППП MatLab и Lab и MathCAD для и MathCAD для реше- Lab, MathCAD и алMathCAD и алгорит- решения задач моде- ния задач моделиро- горитмическим мических языков для лирования типовых вания современных языков для решения анализа алгоритмов алгоритмов опреде- алгоритмов получения задач моделироваПК-5и обработки и пред- ления оптимальных и представления экс- ния типовых алгоставлении данных. значений экспери- периментальных дан- ритмов получения ментальных данных. ных. и представления экспериментальных данных. Умение компетентно Умение компетентно Умение компетентно Умение компетентпредставлять инфор- представлять инфор- представлять инфор- но представлять инмацию (устно и пись- мацию (устно и пись- мацию (устно и пись- формацию (устно и менно) о математи- менно) о теории, ме- менно) о теории, ме- письменно) о теоческих методах про- тодах, приемах и ин- тодах, приемах и ин- рии, методах, приеведения измерений и формационных тех- формационных тех- мах и информаожидаемых погреш- нологиях исполь- нологиях использо- ционных техноностях измерений, зования математи- вания математичес- логиях использопредставлять совре- ческих методов по- ких методов построе- вания математичесменные тенденции лучения и пред- ния, представления и ких методов посПК-5а развития электро- ставления данных. анализа современных троения и анализа ники. алгоритмов проведе- современных алгония измерений, пред- ритмов определеставления данных. ния оптимальных параметров проведения измерений и представлять современные тенденции развития электроники. Таблица 5 Составляющие компетенции ПК-12 СоставУровни освоения составляющей компетенции Код Содержание ляющие состав- составляющей компекомпеПороговый Продвинутый Превосходный лящей тенции тенции Умение производить Знание типовых стан- Знание стандартов и Знание стандартов отбор стандартов, дартов и других нор- технических условий и технических услотехнических условий мативных докумен- и других норматив- вий и других нори других норматив- тов, соответствующих ных документов, со- мативных докуменКогниных документов, со- разрабатываемым ответствующих раз- тов, соответствуютивная ответствующих раз- проектам. рабатываемым проек- щих разрабатываеПК-12к составрабатываемым протам, порядка утвер- мым проектам, умеляющая ектам. ждения проектов. ние использовать для отбора требуемых докуметов средства вычислительной техники. Умение применять Знание типовых при- Знание современных Знание современпрограммные методы емов использования приемов использова- ных приемов исдля контроля соот- вычислительной тех- ния вычислительной пользования выОперацветствия техничес- ники для контроля техники и систем свя- числительной техионная кой документации, соответствия техни- зи для контроля со- ники и Internet для ПК-12о составлятехнических условий ческой документации, ответствия техниче- контроля соответющая и других норматив- условий и других нор- ской документации, ствия технической ных документов, раз- мативных докумен- технических условий документации, техрабатывемым проек- тов, разрабатывемым и других норматив- нических условий и там. проектам. ных документов, раз- других норматив_________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 10 рабатывемым проек- ных документов, там. разрабатывемым проектам, порядка утверждения проектов. Знание основных ме- Знание типовых мето- Знание современных Знание современтодов отбора норма- дов отбора для кон- методов отбора для ных методов отбора тивной документации троля соответствия контроля соответст- на базе алгоритмидля разрабатываемых технической доку- вия технической до- ческих языков для Методипроектов. ментации, техничес- кументации, техни- контроля соответческая ПКких условий и других ческих условий и дру- ствия технической состав- 12м нормативных доку- гих нормативных до- документации, техляющая ментов, разрабатыве- кументов, разраба- нических условий и мым проектам. тывемым проектам, других нормативметодов контроля. ных документов, разрабатывемым проектам. Готовность исполь- Умение использова- Умение использова- Знание современзовать алгоритмиче- ния ППП MatLab и ния ППП MatLab и ных методов отбора ские языки вычисли- MathCAD и алгорит- MathCAD и алгорит- на базе проблемнотельной техники для мических языков для мических языков вы- ориентированных отбора нормативной отбора нормативной сокого уровня для алгоритмических Инфордокументации для документации для отбора нормативной языков для конмаразрабатываемых разрабатываемых документации для троля соответствия ционная ПК-12и проектов. проектов. разрабатываемых технической докусоставпроектов. ментации, техничеляющая ских условий и других нормативных документов, разрабатывемым проектам. Умение компетентно Умение компетентно Умение компетентно Умение компетентпредставять инфор- представлять инфор- представлять инфор- но представлять инмацию (устно и пись- мацию (устно и пись- мацию (устно и пись- формацию (устно и менно) о методах менно) о теории, ме- менно) о теории, ме- письменно) о теоконтроля соответ- тодах контроля соот- тодах, приемах и ин- рии, методах, приествия разрабатывае- ветствия разрабаты- формационных тех- мах и информамых проектов техни- ваемых проектов тех- нологиях контроля ционных техночесой документации, нической докумен- соответствия разраба- логиях, использоваАргуменстандартам, техниче- тации, стандартам, тываемых проектов, ния математических тировочским условиям и дру- техническим усло- технической доку- методов построения ная ПК-12а гим нормативным до- виям и другим нор- ментации, стандар- и анализа совресоставкументам. мативным докумен- там, техническим менных алгоритляющая там. условиям и другим мов, соответствия нормативным доку- разрабатываемых ментам. проектов и технической документации стандартам, техическим условиям и другим нормативным документам. Таблица 6 Составляющие компетенция ПК-15 Составляющие компетенции Когнитивная Код составлящей ПК-15к Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный Знание документа- Знание стандартов Знание федераль- Знание федеральных ции системы ме- серии ISO 9000. ных законов по законов по внесению _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 11 составляющая неджмента качества на предприятии. Операционная ПК-15о составляющая Методическая составляющая ПК-15м Информационная ПК-15и составляющая Аргументировочная ПК-15а составляющая внесению измене- изменений в техний в техническую ническую докудокументацию и ментацию и стандарстандартов серии тов серии ISO 9000, ISO 9000. правил сертификации предприятия. Умение использо- Умение использо- Умение использо- Знание прграмм вать вычислитель- вать вычислитель- вать вычислитель- AIDA64 Extreme Ediную технику для ную технику для ную технику для tion, Asham-poo, Diанализа и обработки анализа стандартов анализа федераль- rectX, Microsoft Visual документов системы серии ISO 9000. ных законов и C++ и их использоваменеджмента кастандартов серии ние для анализа фечества на предISO 9000, касаю- деральных законов и приятии. щихся системы ме- стандартов серии ISO неджмента каче- 9000, касающихся систва. стемы менедж-мента качества. Знание основных Знание основных Знание основных Знание основных мефедеральных зако- методов разработки методов разработки тодов разработки донов по разработке документации и вне- документации и кументации и внедресистемы менедж- дрения системы ме- внедрения системы ния системы менеджмента качества. неджмента качества менеджмента каче- мента качества на осна основе федераль- ства на основе фе- нове федеральных заных законов. деральных законов конов и междуи международных народных стандартов стандартов каче- качества серии 9000 ства серии 9000 ISO для любого предISO. при-ятия. Знание основных Знание основных Знание основных Знание основных папакетов прикладных пакетов прикладных пакетов приклад- кетов прикладных программ для разра- программ для раз- ных программ для программ для внеботки системы мене- работки системы ме- разработки системы сения изменений в джмента качества на неджмента качества менеджмента каче- техническую докупредприятии. на предприятии на ства на предприя- ментацю и для разоснове международ- тии на основе фе- работки системы меных стандартов се- деральных законов неджмента качества рии 9000 ISO. и международных на основе федеральстандартов серии ных законов и меж9000 ISO. дународных стандартов серии 9000 ISO для любого предприятия. Умение компетентно Умение компетентно Умение компетент- Умение компетентно представлять инфор- представлять ин- но представлять ин- представлять инмацию (устно и пис- рформацию (устно и формацию (устно и формацию (устно и менно) по разрботке письменно) по раз- письменно) по раз- письменно) по разрасистемы менедж- работке системы ме- работке документа- ботке документов симента качества на неджмента ка- ции на основе фе- стемы менедж-мента предприятии. чества на пред- деральных законов качества на основе приятии о серти- и международных федеральных законов фикации предприя- стандартов серии и международных тия. 9000 ISO. стандартов серии 9000 ISO для любого предприятия. Таблица 7 Составляющие компетенция ПК-16 Составляющие компетенции Код составлящей Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 12 Когнитивная составляющая ПК-16к Операционная составляющая ПК-16о Методическая сставляющая ПК-16м Информационная ПК-16и составляющая Аргументировочная ПК-16а составляющая Умение организо- Знание организации Знание типовых ме- Знание современных вать метрологию метрологического тодов организации методов организации производства элек- обеспечения произ- метрологического проведения метролотронных средств. водства. обеспечения произ- гического обеспечеводства. ния любого производства. Знание вычислитель- Знание методов про- Знание методов и Знание документации ных методов прове- ведения измерений в пакетов приклад- по организации метдения измерений в производстве элек- ных программ для рологического обеспроизводстве элек- тронных средств. проведения изме- печения производства тронных средств. рений в производ- электронных средств стве электронных методов и пакетов средств. прикладных программ для про-ведения измерений. Знание основных ме- Знание основных ме- Знание основных Знание документации тодов проведения тодов проведения из- методов организа- по современным меметрологического мерений, используе- ции проведения из- тодам организации обеспечения произ- мых в производстве мерений, исполь- проведения измереводства электронных электронных зуемых в производ- ний, исполь-зуемых в средств. средств. стве электронных производстве элексредств. трон-ных средств любого предприятия. Знание прикладных Знание основных Знание прикладных Знание современных программ, использу- прикладных про- программ и норм, прикладных проемых при проведе- грамм, используе- используемых в грамм, исполь-зуемых нии метрологиче- мых в процессе про- процессе проведе- в процессе проведеского обеспечения ведения метрологи- ния метрологиче- ния метпроизводства элек- ческого обеспечения ского обеспечения рологического обестронных средств. производства элек- производства элек- печения производтронных средств. тронных средств. ства электронных средств любого предприятия. Умение компетентно Умение компетентно Умение компетент- Умение компетентно представлять инфо- представлять ин- но представлять представлять инфоррмацию (устно и формацию (устно и информацию (устно мацию (устно и письписьменно) по раз- письменно) по раз- и письменно) по менно) по разработке работке системы работке методов разработке методов документов системы метрологического метрологического и документов для менеджмента качеобеспечения прои- обеспечения произ- метрологическго ства на основе федезводства элек- водства электрон- обеспечения произ- ральных законов и тронных средств. ных средств и знать водства электрон- международных станпроблемы измере- ных средств и дартов серии 9000 ний. обеспечения един- ISO для любого предства измерений. приятия. Таблица 8 Составляющие компетенции ПК-20 Составлящие компетенции Когнитивная составляющая Код составлящей ПК-20к Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный Знание алгоритмов Знание типовых ал- Знание типовых ал- Знание алгоритмов проведения экспери- горитмов про- горитмов про- проведения экспериментов по заданной ведения экспери- ведения экспери- ментов по заданной методике, методов ментов по заданной ментов по заданной методике, анализа реанализа, требований методике и анализа методике, анализа зультатов эксперик составлению обзо- результатов экспе- результатов экс- мента, требований к ров и отчетов. риментов. перимента, требо- составлению обзоров, ваний к составле- отчетов нию отчета. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 13 Операционная составляющая Методическая составляющая Информационная Составляющая Аргументировочная составляющая * Умение разрабаты- Умение разраба- Умение разра- Умение разрабатывать алгоритмы про- тывать типовые ал- батывать алгорит- вать алгоритмы проведения экспери- горитмы проведе- мы проведения экс- ведения любых эксПК-20о ментов по заданной ния экспериментов периментов по за- периментов по заданметодике. по заданной мето- данной методике и ной методике и алгодике. алгоритмов, состав- ритмов составления ления отчетов. обзоров и отчетов. Знание основных Знание типовых ме- Знание основных Знание современных методов реализации тодов реализации методов реализации методов реализации построения алго- построения алго- построения алго- построения алгоритритмов проведения ритмов проведения ритмов проведения мов проведения люэкспериментов по экспериментов по экспериментов по бых экспериментов ПК-20м заданной методике и заданной методике. заданной методике, по заданной методиметодов составметодов анализа ре- ке, методов анализа и ления отчетов и обзультатов, методов любых методов созоров. составления отче- ставления отчетов и тов. обзоров Умение использова- Владение ППП Mat- Владение ППП Mat- Владение ППП Matния ППП MatLab и Lab и MathCAD для Lab и MathCAD для Lab и MathCAD для MathCAD при по- решения задач мо- решения задач мо- решения задач модестроении и проведе- делирования типо- делирования типо- лирования типовых ПК-20и нии анализа алго- вых алгоритмов вых алгоритмов алгоритмов проведеритмов проведения проведения экспе- проведения экспе- ния экспериментов по экспериментов по риментов по задан- риментов по задан- заданной методике, заданной методике. ной методике. ной методике. анализа результатов. Умение компетен- Умение компетен- Умение компе- Умение компетентно тно представлять тно представлять тентно представ- представлять инфоринформацию (устно информацию (устно лять информацию мацию (устно и письи письменно) о пос- и письменно) о тео- (устно и письмен- менно) о совретроении и анализе рии, методах, прие- но) о теории, ме- менном состоянии теалгоритмов опре- мах и информа- тодах, приемах и ории, методах, приеПК-20а деления оптималь- ционных техноло- информационных мах и информационных параметров гиях при построе- технологиях при ных технологиях при проведения экспе- нии и анализе типо- построении и ана- построении экспериримента и анализа вых алгоритмов лизе типовых ал- ментов и его анализа. его резуьтатов. эксперимента. горитмов проведения эксперимента. Таблица 9 Составляющие комперенции ПК-24 Составлящие компетенции Когнитивная составляющая Код составлящей ПК-24к Операционная ПК-24о составляющая Методическая состав- ПК-24м Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный Знание форм техни- Знание типовых Знание типовых Знание форм техничеческой документа- форм технической форм технической ской документации, ции и отчетности по документации и от- документации, ис- используемой в проней. четности по ней. пользуемой в про- изводстве электронизводстве элек- ных средств, и отчеттронных средств, и ности по ней. отчетности по ней. Умение разрабаты- Умение разраба- Умение разраба- Умение разрабатывать алгоритмы для тывать типовые ал- тывать алгоритмы вать алгоритмы для разработки техни-че- горитмы для разра- для разработки тех- разработки любых ской документации и ботки технической нической докумен- видов технической отчетности. документации и от- тации и отчетности документации и отчетности. по утвержденным четности по утверформам. жденным формам. Знание основных ме- Знание типовых Знание основных Знание современных тодов реализации ма- методов реализа- методов реализации методов реализации тематических мето- ции математичес- математических ме- математических мето- _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 14 ляющая Информационная составляющая ПК-24и Аргументировочная соПК-24а ставляющая дов построения алго- ких методов по- тодов построения дов построения алгоритмов разработки строения алгорит- алгоритмов разра- ритмов разработки технической доку- мов разработки тех- ботки технической технической докуменментации и отчетно- нической докумен- документации и от- тации и отчетности, сти. тации и отчетности, четности, дирек- директивные докудирективных доку- тивных документов, менты, методические ментов. методических доку- и нормативные документов. менты. Умение использова- Владение ППП Владение ППП Владение ППП Matния ППП MatLab и MatLab и MathCAD MatLab и MathCAD Lab и MathCAD, а MathCAD при по- для решения задач для решения задач также каким-либо алстроении и проведе- моделирования ти- моделирования ал- горитмическим языния анализа по- повых алгоритмов горитмов разра- ком высокого уровня строения алгоритмов разработки техни- ботки разнообраз- для решения задач разработки техниче- ческой докумен- ной технической моделирования алгоской документации и тации и отчетности. документации и от- ритмов разработки отчетности. четности, инструк- разнообазной техниций. ческой документации и отчетности. Умение компетен- Умение компетен- Умение компе- Умение компетентно тно представлять тно представлять тентно представ- представлять инфоринформацию (устно информацию (уст- лять информацию мацию (устно и письи письменно) о раз- но и письменно) о (устно и письмен- менно) о теории, меработке и отчетности теории, методах, но) о теории, ме- тодах, приемах и инпо технической до- приемах и инфор- тодах, приемах и формационных техкументации. мационных техно- информационных нологиях, испольлогиях при разра- технологиях при зования математичеботке и отчетности построении и ана- ских методов постехнической доку- лизе типовых алго- троения и анализа соментации. ритмов разработки временных алгорити отчетности тех- мов разработки и отнической докумен- четности технической тации. документации. Таблица 10 Составляющие комперенции ПК-25 Составлящие компетенции Код составлящей Когнитивная составляющая ПК-25к Операционная составляющая , ПК-25о Методическая сставляющая ПК-25м Содержание составляющей компетенции Уровни освоения составляющей компетенции Пороговый Продвинутый Превосходный Знание современ- Знание типовых Знание современ- Знание современных ных требований по приемов сертифика- ных подходов к методов сертификасертификации тех- ции технических сертификации тех- ции любых техниченических средств, средств, систем, нических средств, ских средств, систем, систем, процессов, процессов, матери- систем, процессов, процессов, материаматериалов. алов, ГОСТов, материалов, ГОСТ- лов, ГОСТов, сертиов. фикатов соответствия. Умение исполь- Владение на эле- Создание баз дан- Владение современзовать современную ментарном уровне ных но основе ными объектновычислительную созданием и орга- Visual C++ для сер- ориентированными технику для авто- низаций баз данных тификации техни- алгоритмическими матизации процесса для сертификации ческих средств, си- языками высокого сертификации тех- технических стем, процессов, уровня для сертифинических средств, средств, систем, материалов на ос- кации технических систем, процессов, процессов, матери- нове неформально- средств, систем, проматериалов. алов. го соблюдения цессов, материалов. ГОСТов. Знание основных Знание типовых ме- Знание основных Знание современных математических ме- тодов построения методов построения методов построения тодов построения систем сертифика- систем сертифика- систем сертификации систем сертифика- ции технических ции технических технических средств, _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 15 Информационная составляющая Аргументировочная составляющая ПК-25и ПК-25а ции технических средств, систем, средств, систем, систем, процессов, средств, систем, процессов, матери- процессов, материа- материалов на основе процессов, матери- алов. лов. соблюдения ГОСТов. алов. Умение исполь- Умение использо- Знание систем уп- Знание систем управзовать базы данных вать языки Visual равления базами ления базами данных для систем серти- C++ и базы данных данных на основе: на основе: языков фикации техниче- для систем серти- Access; Oracle 9i XML; Oracle 9i для ских средств, си- фикации техниче- для систем серти- систем сертификации стем, процессов, ских средств, си- фикации техни- технических средств, материалов. стем, процессов, ческих средств, процесссов, материаматериалов. процессов, матери- лов. алов. Умение компе- Умение компетент- Умение компе- Умение компетентно тентно представ- но представлять тентно представ- представлять инфорлять информацию информацию (устно лять информацию мацию (устно и пись(устно и пись- и письменно) о ме- (устно и письмен- менно) о теории, меменно) о процессах тодах и способах, но) о теории, ме- тодах, приемах и инсертификации тех- использумых для тодах, приемах и формационных технических средств, сертификации тех- информационных нологиях испольсистем, процессов, нических средств, технологиях ис- зования матема-материалов. систем, процессов, пользования ма- тических методов поматериалов. тематических ме- строения и анализа тодов для сертифи- современных алгокации технических ритмов для серсредств, систем, тификации техничепроцессов, мате- ских средств, систем, риалов. процессов, материалов. Раздел 2. Содержание дисциплины и технология ее освоения 2.1. Структура дисциплины и трудоемкость ее составляющих Общая трудоемкость дисциплины «Физические основы микро- и наноэлектроники» составляет 6 зачетных единиц или 216 часов по ФГОС , из них 1 зачетная единица отводится на выполнение курсовой работы и 2 зачетных единицы на текущий контроль учебного материала и итоговый контроль – на подготовку и сдачу зачета в 3-м учебном семестре и экзамена в 4-м учебном семестре, остальные 4 зачетные единицы или 144 часа отведены на аудиторную и самостоятельную работу студентов в 3-м и 4-м учебных семестрах. Определение фонда времени, объем часов учебной работы по видам занятий и самостоятельной работе представлены в Таблице 11 в соответствии с учебным рабочим планом. 2 Модуль 1 Тема 1.1. 1,2 12 сам. раб. 3 сем зан. 5 пр. зан. 4 лаб. раб. 3 Виды учебной деятельности, включая самостоятельную работу студента и трудоемкость (в часах) лекции Всего часов 1 1. 2. Наименование раздела и темы Недели семестра № п/п Семестр Таблица 11. Распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий. Формы текущего контроля успеваемости 6 7 8 9 10 11 Основные положения квантовой механики 1 4 6 1 Контроль выполнения практических заданий и лабораторных работ. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 16 1 3. 4. 2 Модуль 2 Тема 2.1 3 4 5 3 3,4 7 5. Тема 2.2. 3 5 7 6. Тема 2.3 3 6 8 2 7 8 9 10 Свойства полупроводников 4 1 Тема 2.4. 3 7 7 Модуль 3 Тема 3.1 3 8,9 11 11. 13 Тема 3.2 Тема 3.3 3 10,11 3 12 4 4 14 Тема 3.4 4 15. Тема 3.5 3 13,14, 15 3 16,17 4 2 4 Текущий контроль, 3 4 2 2 Контроль выполнения практических заданий, лабораторных работ, подведение итогов БРС-3, результаты итоговой БРС. зачет 72 18 8 4 18 18 18 Полевые транзисторы 4 8. 9. 10. 16. Тема 3.6 17. 18 Экзамен (зачет) Всего за 3-й семестр Модуль 4 Тема 4.1 4 20. 21. 22. Модуль 5 Тема 5.1 Тема 5.2 4 4 23. Тема 5.3 4 25. 26 Модуль 6 Тема 6.1 4 27 Тема 6.2 4 18 1-4 6 11 Контроль выполнения лабораторных работ. 1 4 2 Контроль выполнения практическич заданий. 2 4 2 Контроль выполнения практических заданий, лабораторных работ, подведение итогов БРС-1. 1 5 1 Контроль выполнения лабораторных работ. Контактные явления и биполярные транзисторы 1 5 4 1 Контроль выполнения практическтических заданий, лабораторных работ. 2 2 Текущий контроль 2 2 Текущий контроль, подведение итогов БРС-2. 2 2 Текущий контроль Текущий контроль Оптические свойства полупроводников 1 5 2 1 Текущий контроль 1 2 1 Контроль выполнения практических заданий, лабораторных работ, подведение итогов БРС-1. 7,8 9 2 5 2 Контроль выполнения лабораторных работ. Перспективы развития микроэлектроники, наноэлектроники 9,10 12 2 4 4 2 Контроль выполнения практических заданий, лбораторных работ. 11 6 1 4 1 Контроль выполнения практических заданий. 5 6 9 4 _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 17 1 28. Тема 6.3 2 29 Тема 6.4 30 31. Тема 6.5 Тема 6.6 Курсовая работа 3 4 4 12 5 12 6 2 4 13,14, 15 6 2 4 16,17 4 18 4 2 2 1 7 4 8 4 9 2 2 2 1 1-18 Экзамен (зачет) Всего за 4-й семестр Общая трудоемкость (количество часов/зачетных единиц) 10 2 36 144 18 18 18 36 90 216/6 36/1 36/1 36/1 108/3 11 Контроль выполнения практических заданий, лабораторных работ, подведение итогов БРС-2. Контроль выполнения практических заданий. Текущий контроль. Контроль выполнения практических заданий, лабораторных работ, подведение итогов БРС-3, результаты итоговой БРС. Защита курсовой работы. Экзамен. 2.2 Содержание дисциплины 2.2.1 Содержание разделов и тем учебной дисциплины. Содержание разделов и тем дисциплины представлено в таблице 12 с указанием компетенций и их составляющих, которые должны быть освоены при изучении темы соответствующего модуля и результаты их освоения. Таблица 12. Тематический план дисциплины для студентов. № Наименова- Форп/п ние темы мируемые компетенции 1 2 3 1. Тема 1.1. ПКВведение. 3, Элементы ПКквантовой 16. механики ФормиРезультаты освоения: Образовательные Объем руемые технологии самостосоставятельной ляющие работы компестудента тенции 4 5 6 7 ПК-3к, Знать учебный материал темы; 1 Лекция – инПК-3и, Уметь записывать волновую функ- тервью, обратПКцию микрочастицы, движущуейся в ная связь. 16к. потенциальном поле с произволь- Практические ным значением высоты потенци- занятия – дисального барьера U. куссия, кол Владеть методом расчета проница- лективные решения творчеемости потенциального барьера ских задач. Лабораторные занятия – работа в малых группах. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 18 1 2 2. Тема 2.1. Структура кристаллической решетки полупроводников. 3 ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-16, ПК-20. 3. Тема 2.2. . Элементы зонной теории твердых тел и физической статистики. ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-16, ПК-20. 4. Тема 2.3. Статистика электронов и дырок в полупроводниках. ПК-3, ПК-12, ПК-15, ПК16, ПК-20. 5. Тема 2.4. Электрические свойства полупроводников. ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-16, ПК-20. 4 5 6 ПК-3о, Знать учебный материал темы; знать Лекция – интерПК-5м, кристаллическую решетку полупровью, обратная ПК-12и, водников и ее дефекты. связь. ПК-12а, Уметь определять вид дефектов кри- Практические ПК-16и, сталлической решетки занятия – дисПК-20к, Владеть мрасчетом температуры куссия, коллекПК-20и. плавления кристалла тивные решения творческих задач. Лабораторные занятия – работа в малых группах. ПК-3о, Знать учебный материал темы; Пред- Лекция ПК-5а, ставлять энергетические диаграммы Практические ПК-12и, проводников, диэлектриков, полупро- занятия ПК-12а, водников; Лабораторные ПК-16и, Уметь определять значение энергии занятия ПК-20к, Ферми в полупроводнике. ПК-20и. Владеть методикой расчета энергии Ферми ПК-3м, Знать учебный материал темы; Лекция – интерПК-12м, Знать особенности зависимости кон- вью, обратная ПК-15и, центрации носителей заряда от шисвязь. ПКрины запрещенной зоны полупровод- Практические 16м, ника и от его температуры; занятия – дисПК-20м. Уметь производить расчет собствен- куссия, коллекной концентрации носителей заряда. тивные решения творческих за Владеть расчетом концентрации нодач. сителй заряда в полупроводнике Лабораторные занятия – работа в малых группах ПК-3а, Знать учебный материал темы; Лекция – интерПК-5к, Знать особенности определения элек- вью, обратная ПК-5о, трофизических характеристик любых связь. ПК-5и, Практические полупроводников ПК-12к, Уметь по электрическим характеризанятия – дисПК-16а, стикам полупроводника определять куссия, коллекПК-20о. тип проводимости. тивные решения Владеть методикой расчета электри- творческих задач. ческого сопротивления полупровод Лабораторные ника. занятия – работа в малых группах. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 7 1 2 2 1 19 1 2 3 4 6. Тема 3.1. P- ПК-12, ПК-12о, n переход. ПК-15, ПК-15к, ПК-24. ПК-15а, ПК-24к, ПК-24м, ПК-24и. 7. Тема 3.2 Контакт металлполупроводник. ПК-15, ПК-20, ПК24¸ ПК-25. ПК-15о, ПК-15и, ПК-20о, ПК-24а¸ ПК-25к, ПК-25о, ПК-25а. 8. Тема 3.3. Биполярные полупроводниковые транзисторы. ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-16, ПК-20. 9. Тема 3.4 Моделирование транзистора. ПК-3, ПК-12, ПК-15, ПК16, ПК-20. ПК-3а, ПК-5к, ПК-5о, ПК-5и, ПК-12к, ПК-16а, ПК-20о. ПК-3м, ПК-12м, ПК-15и, ПК16м, ПК-20м. 10. Тема 3.5. Статические характеристики транзстора. ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-16, ПК-20, ПК-20. ПК-3о, ПК-5а, ПК-12и, ПК-12а, ПК-16и, ПК-20к, ПК-20и. 11. Тема 3.6. ПК-3, ПК-3к, Структура ПК-16. ПК-3и, биполярных ПК-16к. транзисторов. 5 6 Знать учебный материал темы. Лекция – интеробратная Знать вопросы выпрямления тока в р- вью, связь. n переходе. Уметь правильно выбрать выпрями- Практические занятия – дистельный диод. куссия, коллек Владеть способами расчета падения тивные решения напряжения на диоде при прямом творческих засмещении. дач. Лабораторные занятия – работа в малых группах. Знать учебный материал темы; Лекция Знать поведения контакта металлполупроводник в зависимости от конкретных материалов. Уметь выбирать материалы контакта для получения тебуемых свойств контакта Владеть расчетом невыпрямляющего контакта металл-полупроводник. Знать учебный материал темы; Лекция Знать принцип действия биполярного транзистора и его характеристики. уметь отличать транзисторы разного типа. Владеть расчетом усиления транзистора. Знать учебный материал темы; Лекция – интеробратная Знать простейшие модели транзисто- вью, связь. ров. Уметь составлять уравнения типа уравнений Эберса-Молла для простейших моделей транзистора. Владеть методикой расчета основных параметров транзистора. Знать учебный материал темы. Лекция – интеробратная Знать схемы включения транзистора с вью, связь. общими базой и эмиттером. Уметь по статическим характеристикам выбирать рабочую точку транзистора. Владеть расчетом параметров транзистора в рабочей точке. Знать учебный материал темы. Лекция Знать способы изоляции интегрального транзистора. Уметь выбирать технологию изготовления интегрального транзистора в зависимости от его размеров. Владеть выбором технологий изготовления биполярного транзистора. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 7 1 2 2 2 4 2 20 1 2 12. Тема 4.1. Полевые транзисторы. 3 ПК-5, ПК-15, ПК-24, ПК-25. 4 ПК-5к, ПК-15м, ПК24к,ПК24м, ПК25м,ПК25и. 5 6 Знать учебный материал темы; Лекция – интервью, обратная Знать роль поверхностных состоясвязь. ний.. Уметь определять тип тонкого поверхностного слоя полупроводника под затвором от величины знака напряжения на затворе. Владеть методикой расчета толщины инверсионного слоя по затвором. 7 4 13. Тема 5.1. ПК-24, ПК-24о, Знать учебный материал темы. Лекция – интерПоглощение ПК-25. ПК-24и, Знать роль фононов при непрямом вью, обратная света в поПК-24а, поглощении света. связь. лупроводПК-25о, Уметь определять роль температуры Практические никах. ПК-25и, при примесном поглощении света. занятия – дисПК-25а. Владеть расчетом коэффициента покуссия, коллекглощения света при собственном по- тивные решения глощении света в зависимости от ти- творческих задач. па полупроводникового материала. Лабораторные занятия – работа в малых группах 14. Тема 5.2 ПК-3, ПК-3м, Знать учебный материал темы. Лекция – интерПриемники ПК-12, ПК-12м, Знать типы приемников оптического вью, обратная оптического ПК-15, ПК-15и, излучения связь. излучения. ПКПК Уметь рассчитывать характеристики Практические 16, 16м, занятия – дисфоторезисторов. ПК-20. ПК-20м. Владеть методикой расчета полезного куссия, коллективные решения сигнала фоторезистора от интенсивтворческих заности падающего света. дач. 15. Тема 5.3. ПК-3, ПК-3о, Знать учебный материал темы. Лекция – интерСветоизлу- ПК-5, ПК-5а, Знать принцип работы любого кванвью, обратная чающие по- ПК-12, ПК-12и, тового генератора. связь. лупровод- ПК-16, ПК-12а, Уметь производить выбор оптическо- Лабораторные никовые ПК-20. ПК-16и, го квантового генератора в зависимо- занятия – работа приборы. ПК-20к, сти от технических требований к изв малых группах. ПК-20и. лучению. Владеть расчетом мощности излучения оптического квантового генератора. 16. Тема 6.1. ПК-3, ПК-3к, Знать учебный материал темы. Лекция Ограниче- ПК-5, ПК-5и, Знать закон масштабирования Практические ния микро- ПК-12, ПК-12к, Уметь оценивать роль короткоказанятия – дисэлектрони- ПК-16, ПК-16к, нальных эффектов на уменьшение куссия, коллекки. ПК-20, ПК-16и, размеров микроэлектронных тивные решения ПК-24. ПК-20а, устройств. творческих заПК-24к. Владеть методами оценки влияния дач. длины канала на частотные свойства Лабораторные занятия – работа полевого транзистора. в малых группах. 1 _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 1 2 2 21 1 2 3 17. Тема 6. 2. ПК-5, ТранзисПК-12, торы нано- ПК-16, электронПК-20, ных разме- ПК-24. ров на традиционных материалах 18. Тема 6.3. ПК-5, Нетрадици- ПК-12, онные ПК-16, структуруры ПК-20, наноэлекПК-24. троники. 4 5 ПК-5м, Знать учебный материал темы; ПК-12и, Знать структуру одноэлектронного ПК-16о, транзистора и технологию его изгоПК-20и, товления; ПК-24о. Уметь выбирать транзистор, исходя из его частотных свойств. Владеть методикой расчета параметров одноэлектронного транзистора. ПК-5о, Знать учебный материал темы. ПК-12а, Знать роль размерных квантовых эфПКфектов и их влияние на активные 16к,ПК- элементы наноэлекроники. 16м, Уметь оценить применимость струкПКтур для решения конкретных задач. 16а,ПК- Владеть методами расчета туннельно20м, го тока в двухбарьерной квантовой ПК-24м. структуре. 19. Тема 6.4 Наноэлектронные приборы на базе существующего оборудования. ПК-5а, ПК-12м, ПК15к,ПК15м, ПК-15а, ПК-16и, ПК-20о, ПК-24и. ПК-5, ПК-12, ПК-15, ПК-16, ПК-20, ПК-24. 6 Лекция Практические занятия Лекция – интервью, обратная связь. Практические занятия – дискуссия, коллективные решения творческих задач. Лабораторные занятия – работа в малых группах. Знать учебный материал темы; Лекция – интервью, обратная Знать приборы, установки для определения параметров элементов нано- связь. электроники. Практические занятия – дис Уметь использовать сканирующий куссия, коллектуннельный микроскоп (СТМ) для тивные решения определения вольт-амперной характеристики наноэлектронного транзи- творческих задач. стора. Владеть методикой расчета необходимых параметров СТМ. ПК-12, ПК-12о, Знать учебный материал темы; Лекция ПК-16, ПК-16а, Иметь представление о спине элекПК-20. ПК-20а. трона и методах его определения. Уметь использовать спиновый наноэлектронный транзистор. Владеть процедурой коррекции квантовых ошибок в спиновом наноэлектронном транзисторе. 21. Тема 6.6. ПК-3, ПК-3о, Знать учебный материал темы. Лекция ПерспекПК-5, ПК-5а, Уметь изготавливать чешуйку графетивные ма- ПК-12, ПК-12и, на. териалы ПК-16, ПК-12а, Владеть расчетом сопротивления наноэлекПК-20. ПК-16и, нанотрубки. троники ПК-20к, ПК-20и. 20. Тема 6.5. Спиновые наноэлектронные приборы. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 7 1 2 2 2 1 22 2.2.2. Содержание дисциплины Модуль 1. Основные положения квантовой механики Тема 1.1. Введение. Элементы квантовой механики [3.1.1.2], стр. 18-22; [3.1.2.4], стр.425-435; стр. 438-450. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределенностей. Волны де Бройля. Статистическое толкование волн де Бройля. Волновая функция. Опыт М. Борна Уравнение Шредингера. Туннельный эффект. Микрочастица в прямоугольной потенциальной яме. Многоэлектронный атом. Модуль 2. Свойства полупроводников Тема 2.1. Структура кристаллической решетки полупроводников [3.1.1.1], стр. 25-30; [3.1.2.4], стр. 19-43. Основное свойство кристаллической решетки. Элементарная ячейка. Кристаллическая решетка полупроводников. Индексы узлов направлений и плоскостей в кристалле. Методы исследования кристаллической структуры твердых тел. Дефекты кристаллов. Точечные дефекты. Линейные дефекты. Тепловые колебания кристаллической решетки. Фононы. Тема 2.2. . Элементы зонной теории твердых тел и физической статистики [3.1.1.1], стр. 30-44; [3.1.2.2], стр. 22-44; [3.1.2.3], стр. 51-64. Энергетические зоны кристалла. Проводники, диэлектрики, полупроводники в свете зонной теории твердых тел. Зависимость энергии электрона в кристалле от его импульса. Эффективная масса электрона. Собственные полупроводники. Примесные полупроводники. Электронный полупроводник. Дырочный полупроводник. Свойства примесных уровней. Уравнение электронейтральности. Функция плотности квантовых состояний. Функция распределения. Вырожденные и невырожденные коллективы. Тема 2.3. Статистика электронов и дырок в полупроводниках [3.1.1.1], стр. 36-44; [3.1.2.3], стр. 56-64. Концентрация носителей заряда в невырожденном полупроводнике. Положение уровня Ферми и собственная концентрация носителей заряда. Концентрация носителей заряда и положение уровня Ферми в примесном полупроводнике n-типа. Полупроводники, содержащие одновременно донорную и акцепторную примеси. Вырожденные полупроводники. Рекомбинация носителей заряда. Неравновесные и равновесные носители заряда. Тема 2.4. Электрические свойства полупроводников. [3.1.1.1], стр.63-70; [3.1.2.1], стр. 26-73; [3.1.2.2], стр. 154-189. Дрейфовая проводимость полупроводников. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников и ее зависимость от температуры. Диффузионная проводимость полупроводников. Эффект Холла в полупроводниках n- и р-типов. Эффект Холла – мощное экспериментальное средство определения электрофизических характеристик полупроводника. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 23 Модуль 3. Контактные явления и биполярные транзисторы Тема 3.1. P-n переход [3.1.1.1], стр.73-88; [3.1.2.1], стр.75-87. Электронно–дырочный переход. Равновесное состояние р-n-перехода. Контактная разность потенциалов р-n-перехода. Толщина р-n-перехода. Токи в равновесном р-nпереходе. Р-n-переход при прямом смещении. Р-n-переход при обратном смещении. Вольтамперная характеристика р-n-перехода. Обратная ветвь вольт-амперной характеристики р-nперехода. .Ток термогенерации. Прямая ветвь вольт-амперной характеристики р-n-перехода. Барьерная емкость р-n-перехода. Пробой р-n-перехода. Тема 3.2 Контакт металл-полупроводник [3.1.1.1], стр.89-94; [3.1.2.1], стр.75-87; [3.1.2.3], стр.116-118. Термоэлектронная эмиссия. Соотношение Ричардсона. Контакт металл – полупроводник. Термоэлектронная работа выхода электрона. Выпрямление тока в контактах Шоттки. Невыпрямляющие контакты. Омический контакт. Структура полупроводниковых диодов: сплавной диод; диффузионный планарный диод. Тема 3.3. Биполярные полупроводниковые транзисторы [3.1.1.1], стр.125-151; [3.1.2.1], стр.88-106; [3.1.2.3], стр.177-187. Определение биолярного транзистора, его структура. Принцип действия биполярного транзистора, его усиление входного сигнала. Токи в биполярном транзисторе. Концентрация неосновных осителей заряда в базе биполярного транзистора. Активный режим работы транзистора. Учет рекомбинации в базе. Учет инжекции дырок из базы в эмиттер. Тема 3.4 Моделирование транзистора [3.1.1.1], стр.152-154; [3.1.2.1], стр.89-101; [3.1.2.3], стр.180-182. Задачи моделирования применительно к биполярному транзистору. Простейшая модель - модель транзистора Эберса-Молла. Структурная схема модели. Уравнения ЭберсаМолла. Статические характеристики транзистора на основе модели Эберса-Молла в схеме с общей базой. Дифференциальное сопротивление эмиттера и коллектора. Эффект Эрли. Тема 3.5. Статические характеристики транзистора. [3.1.1.1], стр.145-151; [3.1.3.1], 180-182. Особенности включения транзистора по схеме с общим эмиттером. Входные и выходные характеристики. Статические характеристики транзистора в схеме с общим эмиттером. Влияние эффекта Эрли на вид статических характеристик. Пробой транзистора. Переходные характеристики биполярного транзистора в схемах с общей базой и общим эмиттеромю Тема 3.6. Структура биполярных транзисторов. [3.1.1.1], стр.235-243; [3.1.2.1], стр.8991. Определение дискретного транзистора. Определение интегрального транзистора. Групповая технология изготовления активных полупроводниковых активных элементов. Структура дискретного биполярного транзисторов. Технология его изготовления. Структура интегрального биполярного транзистора с изоляцией обратносмещенным р-n – переходом. Технология его изготовления. Электрическое поле в неоднородно легированной базе биполярного транзистора. Дрейфовый биполярный транзистор и его особенности. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 24 Модуль 4. Полевые транзисторы Тема 4.1. Полевые транзистор [3.1.1.1], стр.99-123; [3.1.2.1], стр.107-138; [3.1.2.3], стр.136-168. Поверхностные состояния. Приповерхностный слой объемного заряда. Явления обогащения, обеднения и инверсии в поверхностном слое полупроводника. Поверхностная проводимость. Идея полевого транзистора. Два направления разработки полевых транзисторов. Принцип работы полевого транзистора с управляющим р-n-переходом. Переходная характеристика Структура полевого транзистора с управляющим р-n-переходом. Полевые МДП транзисторы. Полевые МОП транзисторы. Полевой транзистор со встроенным каналом. Переходная характеристика. Полевой транзистор с индуцированным каналом. Переходная характеристика. Структуры полевых транзисторов со встроенным и индуцированным каналоми. Выходные характеристики полевого транзистора. Разновидности полевых транзисторов. Комплементарные металл-оксидные полупроводниковые структуры. Структуры полевых транзисторов Модуль 5. Оптические свойства полупроводников Тема 5.1. Поглощение света в полупроводниках. [3.1.2.2], стр.302-334. Закон Бугера. Собственное поглощение света при прямых переходах. Собственное поглощение света при не прямых переходах. Роль фононов при не прямых переходах. Законы схранения энергии и импульса при собственном поглощении света. Примесное поглощение света. Влияние температуры на примесное поглощение. Тема 5.2 Приемники оптического излучения. [3.1.2.2], стр.357-375. Неравновесные носители заряда. Распределение неравновесных носителей заряда по уровням энергии в зоне проводимости и валентной зоне. Квазиуровни Ферми. Механизмы рекомбинации заряда: излучательная, безизлучательная рекомбинация. Рекомбинация через ловушки. Поверхностная рекомбинация. Релаксация неравновесных носителей заряда. Фотопроводимость. Фоторезистор, коэффициент усиления фоторезистора. Спектральная характеристика фоторезистора. Фотодиоды, режимы работы фотодиодов. Тема 5.3. Светоизлучающие полупроводниковые приборы [3.1.2.2], стр.336-352. Спонтанная и индуцированная рекомбинация. Усиление и поглощение света в полупроводниках. Принцип действия полупроводникового оптического квантового генератора. Методы создания условий для усиления света в полупроводнике. Полупроводниковый инжекционный квантовый генератор. Полупроводниковый светоизлучающий диод. Оптические характеристики полупроводникового квантового генератора и светоизлучающего диода и их структуры. Модуль 6. . Перспективы развития микроэлектроники Тема 6.1. Ограничения микроэлектроники [3.1.2.1], стр.127-131. Уменьшение размеров КМОП. Пределы микроминиатюризации. Метод масштабирования. Минимально допустимые напряжения в ИС. Ухудшение изоляционных свойств. Насыщение скорости носителей заряда. Эффект ионизации при соударениях. Разброс распределения концентрации примеси. Ограничения фотолитографии. Коррекция фотошаблонов. Иммерсионная литография. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 25 Тема 6. 2. Транзисторы наноэлектронных размеров на традиционных материалах [3.1.2.1], стр.131-132; [3.1.2.2], стр.453-467. GaAs СБИС на основе полевых транзисторов Шоттки. Структура GaAs ПТШ. Транзисторы с высокой подвижностью электронов (ВПЭТ). Структура транзистора с высокой подвижностью электронов. Энергетическая диаграмма транзистора с высокой подвижностью электронов. Одноэлектронный транзистор. Кулоновская блокада. Стуктура одноэлектронного нанотранзистора. Тема 6.3. Нетрадиционные структуруры наноэлектроники [3.1.1.2], стр.413-448. Вольт-амперная характеристика многослойных структур. Резонансное туннелирование. Отрицательное дифференциальное сопротивление. Сверхрешетки на основе арсенида галлия. Многобарьерные структуры. Экспериментальное исследование вольт-амперных характеристик двухбарьерных квантовых структур. Диапазон рабочих частот двухбарьерной квантовой структуры. Тема 6.4 Наноэлектронные приборы на базе существующего оборудования [3.1.1.2], стр.422-428. Приборы на основе сканирующего туннельного микроскопа. Вертикальные одноэлектронные приборы на основе сэндвичесвых структур. Приборы на основе массивов квантовых точек. Кремниевые одноэлектронные приборы. Приборы на основе двумерного электронного газа в гетероструктурах AlGaAs/Ga As. Приборы на основе структуры Al/AlxOy/Al. Применение одноэлектронных приборов. Тема 6.5. Спиновые наноэлектронные приборы [3.1.1.2], стр.473-490. Проблемы полупроводниковой базы квантового компьютера.. Квантовый компьютер на ядерных спинах в кремнии. Измерения спина. Квантовый компьютер на электронном спиновом резонансе в структурах Ge – Si. Детектирование спинового резонанса МДПтранзисторами. Влияние ориентации подложки кремния. Тема 6.6. Новые материалы наноэлектроники [3.1.1.2], стр.453-471; [3.1.3.1]. Аллотропные модификации углерода. Алмаз. Пиролитический графит. Фуллерены. Углероднве нанотрубки. Описание углеродных нанотрубок. Энергетический спектр углеродных нанотрубок. Электрические свойства нанотрубок. Получение углеродных нанотрубок. Диод и полевой транзистор на основе нанотрубок. Графен. Графан. 2.2.3. Содержание практических занятий Практические занятия (лабораторные и практические занятия) предназначены для освоения следующих компетенций: ПК-3к, ПК-3о, ПК-3м, ПК-3и, ПК-5о, ПК-5м, ПК-5и ПК-5а ПК-12к, ПК-12о, ПК-12м, ПК-12и, ПК-12а ПК-15к, ПК-15м, ПК-15и, ПК-15а ПК-16к, ПК-16о, ПК-16м, ПК-16и, ПК-16а ПК-20к, ПК-20о, ПК-20м, ПК-20и, ПК-20а ПК-24к, ПК-24о, ПК-24м, ПК-24и _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 26 Лабораторный практикум Таблица 13. Тематика лабораторных работ № п/п № темы 1 2 1.1 2.1 3 2.4 4 5 3.1 5.1 6 5,1 7 6.1 8 6,3 Темы лабораторных работ Исследование туннельного р-n перехода Взаимодействие фононов и оптического излучения Определение электрофизических характеристик полупроводникового кристалла Исследование р-n перехода Исследование фотопроводимости полупроводников Исследование светоизлучающего диода и полупроводникового квантового генератора Рентгеноструктурный анализ тонких пленок Электронографическое исследование структуры тонких пленок Трудоемкость (час.) 4 5 4 5 5 5 4 4 Практические занятия Таблица 14. Тематика практических занятий № п/п № темы 1 2 3 1.1 2.2 2.3 4 5 6 3.1 5.1 6.1 7 8 9 6.2 6.3 6.4 Темы практических занятий Элементы квантовой механики. Статистика электронов в металле. Статистика носителей заряда в собственном полупроводнике. Контактные явления. Электронно-дырочный переход. Фотоэффект и фотопроводимость. Статистика носителей заряда в слаболегированном полупроводнике. Электропроводность твердых тел. Эффект Холла. Химико-термодинамические расчеты Трудоемкость (час.) 6 4 4 4 4 6 2 4 2 2.2.4. Курсовая работа Курсовая работа выполняется по темам 2.2, 2.3, 2.4, 3.1, 3.2. Курсовая работа одинакова для всех студентов. Курсовая работа состоит из двух частей: 1-я часть - реферат на тему – Принцип работы биполярного транзистора; 2-я часть - построить выходную зависимость Iк от Vбк при заданных физических параметрах биполярного транзистора (индивидуальна для каждого студента). Требования к выполнению курсовой работы изложены в [3.1.2.5]. Там же указана литература, которую можно использовать для подготовки курсовой работы. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 27 Образец задания на курсовую работу: 1. Изложить принцип работы биполярного транзистора. 2. Построить выходную зависимость Iк от Vбк для Si n-p-n транзистора в схеме с ОБ при Iэ=2 мА и Т=300 К. Концентрация примеси: база 1.2*1016 см-3; эмиттер 3.0*1017 см-3; коллектор 8.0*1015 см-3. Подвижность носителей заряда: электронов n=900 см2/(Вс), дырок p=270 см2/(Вс). Время жизни носителей заряда =0.500 мкс. Металлургическая ширина базы 3.0 мкм, коллектора 5 мкм, эмиттера 4 мкм. Площади переходов одинаковы и равны 2.5*10-5 см2. Ширину нейтральной области базы считать при Vбк=2В. В процессе выполнения курсовой работы формируются следующие компетенции: ПК-3м, ПК-3а ПК-5а, ПК-12к, ПК-12м, ПК-15к, ПК-15о, ПК-16м, ПК-20к, ПК-20о, ПК-20м, ПК-24к, ПК-24м, ПК-25о, ПК-5и, ПК-12и, ПК-15и, ПК-15а ПК-16и, ПК-16а ПК-20и ПК-24и, ПК-24а ПК-25а 2.2.5. Образовательные технологии Таблица 15. Объем интерактивной формы занятий Показатель Удельный вес, % 1. Удельный вес активных и интерактивных форм проведения занятий 50% (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, психологические и иные тренинги), % 2. Удельный вес занятий лекционного типа 33% 2.2.6. Критерии оценок текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины Формирование оценки текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины осуществляется, в основном, с использованием балльнорейтинговой оценки работы. Таблица 16. Критерии оценок текущего контроля I аттестация Баллы 30 II аттестция Баллы 30 III аттестация Баллы 40 Цифровое выражение От 26 до 30 От 26 до 30 От 34 до 40 5 Выражение в баллах БРС От 86 до 100 Словесное выражение Описание оценки в требованиях к уровню и объему компетенций Отлично (зачтено) Освоен превосходный уровень всех составляющих компетенций ПК-3, ПК-5, _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 28 От 20 до 25 От 20 до 25 От 31 до 35 4 От 71 до 85 Хорошо (зачтено) От 14 до 21 От 14 до 21 От 23 до 28 3 От 51 до 70 До 14 До 14 До 23 2 До 51 Удовлетворительно (зачтено) Неудовлетворительно (незачтено) ПК-12, ПК-15, ПК-16, ПК-20, ПК-24, ПК-25, определенных в табл. 3…10. Освоен продвинутый уровень всех составляющих компетенций ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-15, ПК-16, ПК-20, ПК-24, ПК-25, определенных в табл. 3…10. Освоен пороговый уровень всех составляющих компетенций ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-15, ПК-16, ПК-20, ПК-24, ПК-25, определенных в табл. 3…10. Не освоен пороговый уровень всех составляющих компетенций ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-15, ПК-16, ПК-20, ПК-24, ПК-25, определенных в табл. 3…10. Раздел 3. Обеспечение дисциплины 3.1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 1. Основная литература: 3.1.1.1. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов / И.П. Степаненко. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. – 488 с. 3.1.1.2. Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., ГридчинВ.А. Основы наноэлектроники: Учебное пособие. – М.: Логос. 2006. – 496 с. 2. Дополнительная литература: 3.1.2.1. Сугано Т., Икома Т., Такэиси Ё. Введение в микроэлектронику. - М.: Мир, 1988. 320 с. (14 экз.) 3.1.2.2. Шалимова В.К. Физика полупроводников: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. 392 с. (9 экз.) 3.1.2.3. Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. - М.: Высшая школа, 1991. 351 с. (5 экз.) 3.1.2.4. Орир Дж. Физика: Пер. с англ. – М.: Мир, 1981. – 611 с. 3.1.2.5. Якутенков А.А. Физические основы микроэлектроники. Методические указания к курсовой работе. Казань. КНИТУ-КАИ (Электрон. Версия, доступ – кафедра КиТПЭС, 2013 – 12 с. Сайт кафедры: http://eps.kai.ru). 3. Интернет ресурсы 3.1.3.1 http://edu-reestr.rusnano.com «Реестр образовательных программ» - сайт 3.14. Методические рекомендации для студентов. В интерактивных формах проводятся 54 часа аудиторных занятий. Методически изучение дисциплины производится с применением технологии активного обучения, которая базируется на работе студента в аудитории, когда в процессе лекций, лабораторных и практических занятий, дополняемых самостоятельной работой студента, совокупность которых позволяет практически применить полученные знания, развить необходимые профессиональные и общекультурные компетенции обучающихся по данной дисциплине. Изучение дисциплины производится в тематической последовательности. Студенты работают в соответствии с временным режимом, установленным учебным рабочим планом для данных форм обучения. Информация о временном графике работ сообщается преподавателем на первой лекции. Преподаватель дает указания также по организации _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 29 самостоятельной работы студентов, срокам сдачи курсовой работы, выполнения лабораторных работ и практических занятий, проведения тестирования. Дисциплина «Физические основы микро- и наноэлектроники», как указывалось выше, является базовой дисциплиной. В связи с этим, приступая к ее изучению, необходимо восстановить в памяти основные сведения из курса общей физики, математики и указанных выше специальных дисциплин. После лекции следует уяснить материал посредством прочтения конспекта и выявит вопросы, требующие пояснения. Проработать темы лекций согласно приведенным литературным источникам. Для более полного освоения программы курса и состояния изучаемых вопросов целесообразно обратиться к рекомендуемой литературе, а также можно воспользоваться электронными адресами, приведенными в списке дополнительной литературы. Для более полного понимания изучаемого материала, следует задавать вопросы непосредственно на лекциях, чтобы не оставлять «белых пятен» в изучении лекционного материала. Полезно посещать все лекции и консультации. При конспектировании наиболее важный материал следует выделять особо (обвести в рамку, поставить на полях специальные символы и т. п.). На зачете в процессе подготовки к ответу прежде чем приступать к подробному изложению ответа на вопрос, следует составить ( письменно или устно) план предстоящего ответа. Рабочей программой дисциплины «Физические основы микро- и наноэлектроники предусмотрена самостоятельная работа студента в объеме 108 часов. Самостоятельная работа студента выполняется с целью углубления и расширения знаний и умений по дисциплине и предусматривает: - чтение рекомендуемой литературы; - подготовку к экзамену. Планирование времени на самостоятельную работу студента лучше осуществлять на весь семестр и предусматривать регулярное повторение пройденного учебного материала. Для расширения знаний следует использовать также сведения, полученные из Интернетисточников на соответствующих сайтах. В данном курсе встречается большое число новых понятий и методик. Освоение такого материала в короткие сроки практически невозможно без строгого соблюдения учебного плана, посещения лекций и своевременного выполнения тестовых заданий. Содержание тем, предназначенных для самостоятельного изучения, можно найти в списках основной и дополнительной литературы. Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных поисковых системах, таких как Yandex, Rambler, Googl. При подготовке к зачету необходимо тщательно изучить весь материал, который давался на лекциях, а также изучить вопросы, предназначенные для самостоятельного изучения с использованием рекомендованной литературы. Изучать дисциплину рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с содержанием каждой из них по программе учебной дисциплины. При первом чтении следует стремиться к получению общего представления об изучаемых вопросах, а также отметить трудные и неясные моменты. При повторном изучении темы необходимо освоить все теоретические положения, математические зависимости и выводы. Рекомендуется вникать в сущность того или иного вопроса, но не пытаться запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне сущности, а не на уровне отдельных явлений, способствует наиболее глубокому и прочному усвоению материала. Для более эффективного запоминания и усвоения изучаемого материала, полезно иметь рабочую тетрадь (можно использовать лекционный конспект) и заносить в нее формулировки законов и основных понятий, новые незнакомые термины и названия, формулы, уравнения, математические зависимости и их выводы. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 30 Целесообразно систематизировать изучаемый материал, проводить обобщения разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Подобная методика облегчает запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала. До тех пор пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к экзамену. 3.15. Методические рекомендации для преподавателей Преподаватель, читающий курс лекций, должен опираться на литературу, указанную в основном и дополнительном списках. При кратком изложении вопроса следует привести ссылку на литературу (название, номер главы, раздела, страницы), в которой указанный вопрос приведен более подробно. В процессе обучения рекомендуеися применять следующие формы, средства и методы обучения: средства обучения – конспект лекций, учебная литература; формы обучения – лекции по теоретическому материалу и практические рекомендации по использованию изучаемых материалов; методы обучения – чтение лекций с использованием интерактивных форм, консультирование студентов. Важной задачей преподавателей, ведущих занятия по дисциплине «Физические основы микро- и наноэлектроники» является выработка у студентов осознания важности, необходимости и полезности знания дисциплины для дальнейшей их работы. Принципами организации учебного процесса являются: выбор методов преподавания в зависимости от различных факторов, влияющих на организацию учебного процесса; активное участие студентов в учебном процессе; приведение примеров применения изучаемого теоретического материала к реальным практическим ситуациям. На вводном лекционном занятии важно подчеркнуть, что дисциплина используется в базирующихся на знании физики, математики и других наук и используется в прикладном аспекте. С целью более эффективного усвоения студентами материала данной дисциплины рекомендуется при чтении лекций особое внимание уделять наиболее трудно усвояемым темам. Для более глубокого изучения предмета преподаватель представляет студентам информацию о возможности использования Интернет-ресурсов по разделам дисциплины и справочных материалов, необходимых для подбора материалов конструкций при выполнении последующих курсовых работ. При наличии задолженностей по занятиям, связанных с их пропусками или незачета по промежуточном аттестациям, преподаватель назначает дополнительные занятия и выделяет время для консультаций в удобное для студентов время. Для контроля знаний студентов по данной дисциплине необходимо проводить текущий, промежуточный и итоговый контроль. 3.2. Материально техническое обеспечение дисциплины 3.2.1. Учебные лаборатории (классы) Учебныая аудитория для чтения лекций, оснащенная компьютерно-проекционной аппаратурой. Учебные помещения для проведения лабораторных работ: лаборатория «Физические основы микроэлектроники» с лабораторными стендами и компьютерными средствами информации. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 31 3.2.2 Основное техническое обеспечение учебного процесса по дисциплине Для практических занятий: 1. Компьютеры (кол-во: 4) с программным и методическим обеспечением по дисциплине и ППП MathCad и MatLab. 2. Лабораторные установки: 2.1. Определение электрофизических характеристик полупроводникового кристалла. По измерениям при двух температурах определить проводимость собственного и примесного кристаллов полупроводника, определить для собственного полупроводника значение ширины запрещенной зоны, по результатам измерения э.д.с. Холла при двух температурах определить подвижности носителей заряда и их концентрации. 2.2. Исследование p-n перехода По измерениям при комнатной температуре и при 600С построить вольт-амперные характеристики трех p-n переходов. 2.3. Исследование фотопроводимости полупроводников. По результатам измерений построить спектральные характеристики трех полупроводниковых криталлов и определить время жизни нерановесных носителей заряда. 2.4. Исследование светоизлучающего диода и полупроводникового квантового генератора. Изучить зависимости мощности излучения СИД и ПКГ от тока инжекции, расходимости излучения и спектра излучения. 2.5. Исследование туннельного p-n перехода По измерениям при комнатной температуре и при 600С построить вольт-амперные характеристики двух туннельных р-n переходов. Определить тип полупроводника, из которого изготовлены туннельные р-n переходы. 2.6. Исследование взаимодействие фононов и оптического излучения Изучить дифракцию света Рамана-Ната и Брэгга на ультразвуковой волне. 3.3. Кадровое обеспечение дисциплины Требования к образованию: Высшее образование в области конструирования и технологии электронных средств и/или наличие ученой степени в указанной области, представленной к защите не более пяти лет назад; Обучение по программам дополнительного профессионального образования по указанному профилю не реже чем один раз в пять лет и диплом ИППК. Требования к опыту практической работы: Стаж научно-педагогической работы в образовательной организации не менее семи лет из них стаж педагогической работы в вузе не менее пяти лет; Ученое звание доцента и/или профессора. Дополнительные требования: Наличие методических работ по организации или методическому обеспечению образовательной деятельности, выполненных претендентом в течении трех последних лет в указанной области; Перечня научных работ, выполненных претендентом в течении трех последних лет в указанной области. _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 32 Раздел 4. Вносимые изменения и утверждения 4.1. Лист регистрации изменений, вносимых в рабочую программу учебной дисциплины 2. «Согласовано» Зав. кафедры ИТП ЭВС С.Ф.Чермошенцев 3 4 2013 г. Вносились коррективы в соответствии со стандартом ВУЗа СТВ.7.3-02-2013. Разработка рабочей программы учебной дисциплины. 2014 г. За предыдущие годы изменений в рабочую программу учебной дисциплины «Физические основы микро- и наноэлектроники» не вносились. «Согласовано» Директор института ИРЭТ А.Ф. Надеев 2 4 Содержание изменений Согласовано» Зав. кафедры КиТПЭС Ф.А. Карамов 1 1. Дата внесения изменений № п/п № страницы внесения изменений Таблица 17. Лист регистрации изменений. 5 6 7 _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники 33 4.2. Лист утверждения рабочей программы учебной дисциплины на учебный год. Рабочая программа дисциплины утверждена на ведение учебного процесса в учебном году Учебный год «Согласовано» зав. кафедрой КиТПЭС (выпускающая) Ф.А. Карамов «Согласовано» Директор института РЭТ (по выпускающей кафедре) Г. И. Щербаков «Согласовано» зав. кафедрой ИТП ЭВС (выпускающая) С.Ф. Чермошенцев 2011/2012 2012/2013 2013/2014 2014/2015 2015/2016 _________________________________________________________________________________ Рабочая программа учебной дисциплины: Физические основы микро- и наноэлектроники