1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА»,

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА»,
магистерская программа «Приборы и устройства
в микро- и наноэлектронике»
Собеседование определяет уровень подготовки абитуриентов, их кругозор и эрудицию, умение научно-обосновано и творчески решать задачи исследовательского и производственного характера.
2.СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
2.1. Физика полупроводников
2.1.1. Физика твердого тела
Виды межатомных связей и их влияние на строение и механические
свойства кристаллов. Виды межатомных связей и их влияние на электрические и оптические свойства кристаллов. Зонная теория твердых тел. Приближение сильной связи. Поверхностные состояния. Поверхностный заряд и
проводимость. Статистика электронов. Уровень Ферми в полупроводниках.
Уравнение электронейтральности, определение уровня Ферми в полупроводниках. Явления переноса. Эффект Холла и другие гальвано-магнитные
эффекты, их практическое применение. (Датчики магнитного поля и др.).
Явления в сильных электрических полях. Механизмы пробоя. Эффект Ганна.
Оптические свойства полупроводников. Механизмы оптического поглощения. Определение параметров полупроводников из спектров поглощения.
Неравновесные носители заряда. Фотопроводимость (приборы). Фотолюминесценция (приборы). Основные механизмы поляризации диэлектриков. Сегнетоэлектрики и их свойства. Пьезоэлектрики и их применение. Свойство
сверхпроводимости и его природа. Основные свойства сверхпроводников.
Явление высокотемпературной сверхпроводимости.
2.1.2. Твердотельная электроника
Электронно-дырочный (p-n) переход. Прямое и обратное включение
p-n-перехода. Емкости p-n-перехода. Пробой p-n-перехода. Эквивалентные
схемы p-n-перехода. Структура и принцип действия транзисторов. Схемы
включения транзисторов. Виды пробоя транзисторов. Статические характеристики и параметры транзисторов. Полевой транзистор с управляющим p-nпереходом (ПТУП), принцип действия. МДП-транзистор с индуцированным
и встроенным каналами. Идеальная МДП-структура. Режимы смещения
МДП-структуры.
2.1.3. Квантовая и оптическая электроника
Светоизлучающие диоды, их сравнение с другими источниками излучения. Фоторезисторы, область их спектральной чувствительности, коэффициент усиления, шумовые параметры. Фотодиоды, их основные параметры,
типы, конструкция и технология изготовления. Оптрон как элемент связи,
конструкция и технология изготовления. Базовые технологические процессы
изготовления ДГС лазеров. Оптические волноводы. Конструкция и технология получения. Оптические элементы связи, методы введения излучения в
волноводы. Фототранзисторы, их свойства, конструкция и технология изготовления. Акустооптические модуляторы, их конструкция и технология изготовления. Гетероструктурные лазеры. Способы формирования лазерных
структур.
2.2. Проектирование и технология полупроводниковых приборов
2.2.1. Микросхемотехника
Способы представления цифровой информации. Арифметические коды. Алгоритмы реализации арифметических операций. Основы булевой алгебры. Логические функции. Способы минимизации и декомпозиции функций. Логические элементы, их основные характеристики и параметры.
КМОП и ТТЛ схемы. Модификации схем ТТЛ, ИЛ2 логики. Логические
схемы на n-канальных и комплементарных МДП-транзисторах, анализ их
характеристик. Проектирование комбинационных устройств (шифраторы и
дешифраторы). Проектирование последовательностных устройств (регистры;
счетчики). Операционные усилители (ОУ) и аналоговые устройства на их
основе. Схемотехника ЦАП. Схемотехника типовых АЦП, их параметры.
2.2.2. Проектирование и конструирование полупроводниковых приборов и интегральных микросхем
Основные понятия процесса проектирования ИС. Классификация типовых задач проектирования. Типовые конструкции интегральных резисторов, диодов и конденсаторов. Инженерная методика проектирования диффузионных резисторов. Анализ работы и проектирование МОП инвертора с нелинейной нагрузкой. Анализ работы и проектирование МОП инвертора с токостабилизирующей нагрузкой. Матрично-топологическое описание ИС.
Основные понятия теории графов. Дискретные модели реактивных компонентов для численного анализа переходных процессов ИС. Цели и задачи
логического моделирования ИС. Модели логических сигналов и элементов.
Методы синхронного и асинхронного моделирования ИС. Статический и динамический риски сбоя ИС. Методика их выявления. Метод булевых разно2
стей создания теста константных неисправностей ИС. Волновой алгоритм
проектирования межсоединений ИС и алгоритм размещения компонентов
методом ветвей и границ.
2.2.3. Процессы микро- и нанотехнологии
Методы разделения полупроводниковых слитков на пластины и пластин на кристаллы. Дефекты механической обработки пластин и способы их
контроля. Механизмы ионной, ионно-химической и плазмохимической обработки пластин. Диэлектрические пленки. Методы осаждения диоксида
кремния. Параметры процесса осаждения нитрида кремния и его свойства.
Технология процесса контактной фотолитографии. Проекционная фотолитография. Рентгенолитография. Электронолитография. Эпитаксия кремния из
газовой фазы. Эпитаксия из газовой фазы соединений типа А3В5 и твердых
растворов на их основе. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Диффузионные
процессы в технологии изготовления полупроводниковых структур. Принцип легирования методом внедрения ионов в твердое тело. Оборудование
для проведения ионного легирования. Радиационно-стимулированная диффузия. Варианты изоляции элементов ИС. Технология изготовления кристаллов биполярных ИС. Типовой процесс изготовления МДП ИС.
Рекомендуемая литература
1. Рембеза С.И. Физика твердого тела: учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ,
2007. Ч. 1.
2. Рембеза С.И. Физика твердого тела: учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ,
2007. Ч. 2.
3. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. М.: Высш. шк.,
2000.
4. Свистова Т.В. Твердотельная электроника: учеб. пособие. Воронеж:
ВГТУ, 2006. Ч. 1.
5. Свистова Т.В. Твердотельная электроника: учеб. пособие. Воронеж:
ВГТУ, 2006. Ч. 2.
6. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: учебник
для вузов. СПб: Лань, 2003.
7. Носов Ю.Р. Оптоэлектроника. М.: Радио и связь, 1989.
8. Строгонов А.В., Арсентьев А.В., Русских Д.В. Основы проектирования интегральных схем: учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ, 2007. Ч. 1.
9. Строгонов А.В., Русских Д.В., Арсентьев А.В., Кошелева Н.Н. Основы проектирования интегральных схем: учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ,
2007. Ч. 2.
10. Быстров Ю.М., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника. М.: Радио и связь, 2002.
3
11. Бордаков Е.В., Пантелеев В.И. Проектирование и конструирование
полупроводниковых приборов и интегральных микросхем: учеб. пособие.
Воронеж: ВГТУ, 2004.
12. Бордаков Е.В., Пантелеев В.И. Проектирование топологии и технологии интегральных микросхем: учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ, 2005. Ч. 1.
13. Бордаков Е.В., Пантелеев В.И. Проектирование топологии и технологии интегральных микросхем: учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ, 2005. Ч. 2.
14. Курносов А.И., Юдин В.Ф. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Высшая школа, 1986.
15. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники.
С.Пб.: Лань, 2002.
4