Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: учеб. программа дисциплины [В. А. Юзова] (pdf) читать онлайн

Книга в формате pdf! Изображения и текст могут не отображаться!


 [Настройки текста]  [Cбросить фильтры]

УДК 621.38(075)
ББК 32.85я73
Ю20
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» подготовлен в рамках реализации Программы развития федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»
(СФУ) на 2007–2010 гг.
Рецензенты:
Красноярский краевой фонд науки;
Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин

Ю20

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники
[Электронный ресурс] : учеб. программа дисциплины / сост. : В. А. Юзова,
Г. Н. Шелованова. – Электрон. дан. (2 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. –
(Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : УМКД
№ 1524/1092–2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова). – 1 электрон.
опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 50 Мб
свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный
продукт для чтения файлов формата pdf).
ISBN 978-5-7638-1686-0 (комплекса)
Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320902505 (комплекса)
Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисци-плине «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники», включающего курс лекций, лабораторный практикум, пособие по курсовой
работе, методические указания по самостоятельной работе, контрольноизмерительные материалы «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Презентационные материалы».
В учебной программе приведены тематический план занятий (модули, темы, виды
занятий по дисциплине и их объем в зачетных единицах/часах), методические материалы по дисциплине, график учебного процесса и самостоятельной работы.
Предназначена для студентов направления подготовки магистров 210100.68
«Электроника и микроэлектроника» укрупненной группы 210000 «Электроника, радиотехника и связь», а также для преподавателей, ведущих учебные занятия по дисциплине.
© Сибирский федеральный университет, 2009
Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ
Редактор Л. И. Вейсова

Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения Информационно-телекоммуникационного комплекса СФУ; лаборатория
по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ
Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.

Подп. к использованию 30.11.2009
Объем 2 Мб
Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

Оглавление
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ....5
1.1. Цель преподавания дисциплины ........................................................ 5
1.2. Задачи изучения дисциплины ............................................................ 5
1.2.1. Задачи профессиональной деятельности магистра,
реализуемые при изучении дисциплины ............................................................. 5
1.2.2. Требования к результатам освоения дисциплины ................................... 7

1.3. Межпредметная связь .......................................................................... 10
2. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ.................................. 11
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ............................ 12
3.1. Модули, темы, виды занятий по дисциплине и их объем
в зачетных единицах/часах (тематический план занятий) .................. 12
3.2. Содержание модулей и тем лекционного курса общей
трудоемкостью 1,0 з. е./36 ч (в зачетных единицах/часах) ................ 13
3.3. Практические занятия .......................................................................... 16
3.4. Лабораторные занятия ........................................................................ 16
3.5. Самостоятельная работа .................................................................... 20
3.5.1. Самостоятельное изучение теоретического материала ......................... 21
3.5.2. Самостоятельная работа студентов по лабораторным работам ......... 22
3.5.3. Курсовая работа ............................................................................................ 24

3.6. Содержание модулей дисциплины при использовании системы
зачетных единиц .......................................................................................... 26
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ ..................................................... 27
4.1. Основная и дополнительная литература,
информационные ресурсы........................................................................ 27
4.1.1. Основная литература.................................................................................... 27
4.1.2. Дополнительная литература ....................................................................... 28
4.1.3. Периодическая литература......................................................................... 30
4.1.4. Информационные ресурсы ......................................................................... 30

4.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний
и материалов к техническим средствам обучения .............................. 32
4.3. Программное обеспечение (лицензионное) .................................... 33
4.4. Контрольно-измерительные материалы ......................................... 33

4.4.1. Входной контроль ......................................................................................... 34
4.4.2. Самоконтроль ................................................................................................ 34



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

4.4.3. Итоговый контроль ....................................................................................... 35

5. Организационно-методическое обеспечение
учебного процесса по дисциплине в системе
зачетных единиц .....................................................
6. График учебного процесса
и самостоятельной работы ....................................
Приложение 1............................................................
Приложение 2............................................................
Приложение 3............................................................
Приложение 4............................................................



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

36
38
40
42
44
45

4

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цель преподавания дисциплины
Дисциплина «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» относится к дисциплинам магистерской подготовки, формирующим современную точку зрения на приоритетные направления развития
электроники и средства реализации идей микро- и наноэлектроники. Данная
дисциплина изучается в 10-м семестре.
В области воспитания личности целью подготовки по данной дисциплине является формирование социально-личностных качеств студентов: целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, гражданственности, коммуникативности, толерантности.
Дисциплина «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» в соответствии с Учебными планами направления подготовки
магистров ФГОС ВПО-3 210100.68 «Электроника и наноэлектроника» относится к дисциплинам профессионального цикла подготовки (М.З).

1.2. Задачи изучения дисциплины
К задачам изучения дисциплины относится получение знаний по основным направлениям развития электроники и наноэлектроники, умений
применять данные знания для создания новых твердотельных, в том числе
низкоразмерных сред при производстве электронных устройств нового поколения, овладение методами экспериментального исследования, сведениями о
современных технологиях изготовления устройств наноэлектроники.
1.2.1. Задачи профессиональной деятельности магистра,
реализуемые при изучении дисциплины
А. Проектно-конструкторская деятельность. Проведение патентных
исследований с целью обеспечения патентной чистоты новых проектных решений и патентоспособности и определения показателей технического уровня проектируемых изделий.
Составление описаний принципов действия и устройства проектируемых электронных приборов, схем и устройств различного функционального
назначения, описаний технологических процессов изготовления материалов



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

5

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.2. Задачи изучения дисциплины

и изделий электронной техники с обоснованием принятых технических
решений.
Разработка эскизных, технических и рабочих проектов изделий электронной техники с использованием современных средств автоматизации проектирования, передового опыта разработки конкурентоспособных изделий.
Проведение технических расчетов по проектам, технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектируемых
изделий и конструкций.
Разработка методических документов, технической документации,
а также предложений и мероприятий по реализации разработанных проектов
и программ.
Б. Проектно-технологическая деятельность. Проектирование технологических процессов с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства.
Метрологическое обеспечение технологических процессов, выбор
методов и средств контроля качества материалов и изделий электронной техники, их сертификация.
Оценка экономической эффективности технологических процессов.
Разработка мероприятий по комплексному использованию сырья, замене дефицитных материалов и изыскание способов утилизации отходов
производства.
Выбор систем обеспечения экологической безопасности производства.
В. Научно-исследовательская деятельность. Разработка рабочих планов и программ проведения научных исследований и технических разработок, подготовка отдельных заданий для исполнителей.
Сбор, обработка, анализ и систематизация научно-технической информации по теме исследования, выбор методик и средств решения задачи.
Разработка методики, проведение исследований и измерений параметров и характеристик изделий электронной техники, анализ их результатов.
Разработка физических и математических моделей, компьютерное
моделирование исследуемых физических процессов, приборов, схем и устройств, относящихся к профессиональной сфере.
Подготовка научно-технических отчетов, обзоров, публикаций по
результатам выполненных исследований.
Фиксация и защита объектов интеллектуальной собственности.
Г. Организационно-управленческая деятельность. Организация работы коллектива исполнителей, принятие исполнительских решений в условиях спектра мнений, определение порядка выполнения работ.
Поиск оптимальных решений при создании продукции с учетом требо-



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

6

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.2. Задачи изучения дисциплины

ваний качества, надежности и стоимости, а также сроков исполнения, безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты.
Профилактика производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений.
Подготовка отзывов и заключений на проекты.
Поддержка единого информационного пространства планирования
и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой
продукции.
Управление программами освоения новой продукции и технологии.
Координация работы персонала для комплексного решения инновационных проблем.
1.2.2. Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины и на основе предварительно изученных дисциплин студент должен знать:
• физическую сущность влияния поверхностных состояний на характеристики устройств микро- и наноэлектроники;
• возможности лучевых технологий;
• преимущества молекулярно-лучевой эпитаксии и эпитаксии из
металлоорганических соединений в реализации устройств микро- и наноэлектроники;
• квантовый характер эффекта размерного ограничения при создании
устройств;
• перспективность метода химической сборки для создания наноструктур;
• свойства низкоразмерного кремния, их приложение в рамках единой
кремниевой технологии;
• проблемы современной электроники больших мощностей;
• технологические аспекты высокотемпературной полупроводниковой
электроники;
• решения по теплоотводу с помощью современных перспективных
материалов;
• критерии оценки радиационной надежности электронной техники;
• элементную базу микроволновых систем (инжекционные лазеры, нанолазеры, сверхяркие светодиоды и т. д.);
• принципы осуществления спутниковой, мобильной и сотовой связи;
• перспективные направления электроники.
Уметь:
• оценивать состояние различных направлений развития электроники;
• видеть диалектическую преемственность микро- и наноэлектроники;


Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

7

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.2. Задачи изучения дисциплины

• видеть перспективу в развитии различных направлений электроники;
• использовать современные информационные и компьютерные технологии для оценки количественных и качественных показателей состояния
поверхности твердого тела и прогноза характеристик твердого тела;
• использовать справочные данные по электрофизическим параметрам
материалов микро – и наноэлектроники;
• строить физическую модель поверхности;
• измерять поверхностный потенциал;
• самостоятельно приобретать новые знания;
• нейтрализовать продукты химических реакций после подготовки поверхности к измерениям и последующим технологическим операциям;
• моделировать наноструктуры с использованием отечественного и зарубежного опыта;
• формулировать задачи исследования на этапе экспериментального
создания твердотельной среды с требуемыми свойствами;
• разрабатывать технологический алгоритм формирования твердотельной среды для получения электронного устройства;
• решать экологические задачи при создании наноразмерных сред;
• приобретать навыки работы в творческом коллективе;
• отстаивать публично свою точку зрения;
• готовить материалы к докладам и публикациям.
Обладать следующими компетенциями:
а) универсальными:
• общенаучными (ОНК):
ОНК-1 – понимание определяющей роли науки в развитии цивилизации, владение методологией научного познания и готовность использовать ее
в профессиональной сфере деятельности;
ОНК-2 – способность анализировать, критически осмысливать и систематизировать передовой отечественный и зарубежный научный опыт в профессиональной сфере деятельности;
ОНК-3 – способность видеть тенденции и перспективы развития
электроники и наноэлектроники, а также смежных областей науки и техники, предлагать новые области научных исследований и разработок, новые методологические подходы к решению задач в профессиональной
сфере деятельности.
• инструментальными (ИК):
ИК-1 – знать и уметь использовать современные информационные
и компьютерные технологии, средства коммуникаций, способствующие повышению эффективности научной и образовательной сфер деятельности;
ИК-2 – способность организовывать и руководить работой коллектива
исполнителей, уметь формулировать цели и задачи работы, предлагать



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

8

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.2. Задачи изучения дисциплины

эффективные методы их решения, обеспечивать работу необходимыми ресурсами и оценивать результаты работы на соответствие сформулированным
целям.
• социально-личностными и общекультурными (СЛК):
СЛК-1 – способность к постоянному самообучению и самосовершенствованию в профессиональной и социально-общественных сферах деятельности;
СЛК-2 – способность прогнозировать и анализировать социальноэкономические, гуманитарные и экологические последствия научных открытий и новых технических решений.
б) профессиональными:
• проектно-конструкторскими (ПКД):
ПКД-1 – знать и владеть принципами построения физических и математических моделей высокого уровня, уметь формулировать критерии оптимальности и владеть методами оптимального проектирования приборов, схем
и устройств электроники и наноэлектроники различного функционального
назначения.
• проектно-технологическими (ПТД):
ПТД-1 – способность разрабатывать технические задания, эскизные
и технические проекты на изготовление приборов, схем и устройств электроники и наноэлектроники различного функционального назначения на основе базовых конструкций и базовых технологических процессов;
ПТД-2 – знать и владеть методами контроля соответствия эксплуатационных характеристик объекта производства требованиям технического задания, уметь применять современные системы управления качеством выпускаемой продукции.
• научно-исследовательскими (НИД):
НИД-1 – готовность формулировать цели и задачи научных исследований в соответствии с тенденциями и перспективами развития электроники
и наноэлектроники, а также смежных областей науки и техники, обоснованно
выбирать теоретические и экспериментальные методы и средства решения
сформулированных задач;
НИД-2 – уметь с использованием современных языков программирования разрабатывать и обеспечивать программную реализацию эффективных
алгоритмов решения сформулированных задач;
НИД-3 – знать и владеть принципами планирования и автоматизации
эксперимента на основе информационно-измерительных комплексов как
средства повышения точности и снижения затрат на его проведение, владеть
навыками измерений в реальном времени.
• организационно-управленческими (ОУД):
ОУД-3 – способность разрабатывать планы и программы реализации



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

9

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.2. Задачи изучения дисциплины

инновационной деятельности предприятия, разрабатывать и управлять программами освоения новых технологий и выпуска новой продукции.

1.3. Межпредметная связь
Таблица 1
Дисциплина
Разделы, знание которых необходимо при изучении дисциплины
Физика конденсиро- Основные постулаты и положения квантовой теории; туннельный
ванного состояния эффект; строение атома и связь с периодической системой элементов
Менделеева; высокотемпературная сверхпроводимость и простейшие устройства на ее основе
Физические основы Основы физики вакуума, плазмы и твердого тела; принципы испольэлектроники
зования физических эффектов в вакууме, плазме и в твердом теле,
в приборах и устройствах вакуумной, плазменной, твердотельной,
микроволновой и оптической электроники
Наноэлектроника Физические свойства систем с пониженнойразмерностью, методы
их создания; особенности проявления квантовых эффектов в базовых элементах наноэлектроники, их классификация
Основы технологии Методы экспериментальных исследований параметров и характериэлектронной ком- стик материалов, приборов и устройств вакуумной, плазменной,
понентной базы
твердотельной, микроволновой и оптической электроники и наноэлектроники. Технология изготовления элементов электронной техники. Основные тенденции развития электронной компонентной
базы
Материалы элек- Классификация твердых тел на металлы, полупроводники и диэлектронной техники
трики; основные электрические, магнитные и оптические свойства
твердых тел, механизмы протекания тока

Дисциплина «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» входит в пакет дисциплин, формирующих фундаментальное
образование магистров по направлению 210100.68 «Электроника и наноэлектроника». В табл. 1 приведены названия предметов и разделов, которые
необходимо усвоить для изучения дисциплины «Актуальные проблемы
современной электроники и наноэлектроники».
Дисциплина «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» является основной для изучения дисциплин: «Материалы
дисплейных устройств», «Нанокомпозиты», «Оптоэлектроника», которые
читаются позже.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

10

2. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Объем дисциплины и виды учебной работы приведены в табл. 2.
Таблица 2
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия:
лекции
практические занятия (ПЗ)
семинарские занятия (СЗ)
лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа:
изучение теоретического курса (ТО)
подготовка и сдача лабораторных
курсовая работа:
расчетно-графические задания (РГЗ)
реферат
Задачи
Задания
Другие виды самостоятельной работы
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)



Объем дисциплины,
часов / зачетных ед.

Семестр

Всего
108/3
54/1,5
36/1


18/0,5
54/1,5
9/0,25
9/0,25
36/1





зачет

10-й
108/3
54/1,5
36/1


18/0,5
54/1,5
9/0,25
9/0,25
36/1





зачет

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

11

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Модули, темы, виды занятий по дисциплине и их объем
в зачетных единицах/часах (тематический план занятий)
Тематический план занятий приведен в виде табл. 3.
Таблица 3
Лекции,
ЛР,
Самостоятельная
№ п/п
зачетные зачетные
Формируемые
Модуль и тема дисциплины
работа, зачетные
темы
единицы единицы
компетенции
единицы (часы)
(часы)
(часы)
Модуль1. Современные тен0,22 (8)
0,68(24)
денции реализации микро- 0,4 (14)
и наноструктур
ОНК-1, ОНК-2,
Тема 1.1. Поверхностные
1
0,11 (4)
0,11 (4)
0,06 (2)
ИК-1, ИК-2,
и межфазные границы
СЛК-1, СЛК-2
Тема 1.2. Перспективные
НИД-1,НИД-2,
2 технологии формирования 0,17 (6) 0,11 (4)
0,56 (20)
НИД-3
микро-и наноструктур
Тема 1.3. Квантовые основы
3
0,12 (4)
0,06 (2)
наноинженерии
Модуль 2. Технологические
аспекты создания устройств
0,6 (22) 0,28 (10)
0,82(30)
электроники и наноэлекОНК-3, ИК-1,
троники
ИК-2, СЛК-1,
Тема 2.1. Технология кванСЛК-2, ПДК-1,
4
0,17 (6)
0.11 (4)
0,56 (20)
товоразмерных систем
ПТД-1, ПТД-2,
НИД-1, НИД-2,
Тема 2.2. Реализация устОУД-3
ройств на основе высоко5
0,11 (4)
0,06 (2)
температурной сверхпроводимости (ВТСП)
Тема 2.3. Микроволновые
и оптоэлектронные техноОНК-2, ОНК-3,
6
0,16 (6)
логические и энергетичеИК-1, ИК-2,
ские системы
НИД-1, НИД-2,
ОУД-3
Тема 2.4. Проблемы экс7
0,17 (6)
0,17 (6)
0,22 (8)
тремальной электроники
Итого:
1 (36)
0,5 (18)
1,5 (54)



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

12

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.2. Содержание модулей и тем лекционного курса
общей трудоемкостью 1,0 з. е./36 ч
(в зачетных единицах/часах)
Модуль 1
Современные тенденции реализации микро- и наноструктур.
Объем: 0,4 з. е./14 ч – аудиторные занятия;
0,06 з. е./2 ч – самостоятельная работа.
Тема 1.1. Поверхностные и межфазные границы (аудиторные занятия – 0,11 з. е./4 ч; самостоятельная работа по теоретическому изучению
темы – 0,06 з. е./2 ч).
Лекция 1 (2 ч – аудиторные занятия). Роль поверхности в создании устройств микро- и наноэлектроники. Поверхность и ее свойства. Поверхностный потенциал. Поверхностные состояния. Уровни Тамма. Быстрые и медленные поверхностные состояния.
Лекция 2 (2 ч – аудиторные занятия, 2 ч – самостоятельная работа).
Микро- и наноразмерные атомные кластеры в полупроводниках и их свойства. Микрокластеры и их энергетическое состояние. Методы получения
и применения структур с атомными кластерами. Межфазные границы и их
свойства.
Самостоятельное изучение 0,06 з. е./2 ч:
1. Возможность формирования структур с минимальным рассогласованием по параметрам решетки.
2. Напряженные полупроводниковые структуры, их свойства и применение.
3. Выбор материалов полупроводниковых гетеропар, их электрофизические свойства.
4. Гетеропереход GaAs− AlxGa1-xAs как модельный элемент микрои наноэлектроники.
Тема 1.2. Перспективные технологии формирования микро- и наноструктур (аудиторные занятия – 0,17 з. е./6 ч).
Лекция 3 (2 ч – аудиторные занятия). Технологическе возможности
перспективных видов эпитаксии. Достижения молекулярно-лучевой эпитаксии. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений.
Лекция 4 (2 ч – аудиторные занятия). Создание интегральных устройств методами литографии. Традиционная фотолитография и ее проблемы.
Электронно-лучевая литография. Рентгеновская литография.
Лекция 5 (2 ч – аудиторные занятия). Литография высокого разрешения. Методы безмасочной технологии. Перьевая нанолитография. Нанопечатная литография. Электронный и ионный луч как инструмент современной



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

13

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.2. Содержание модулей и тем лекционного курса общей трудоемкостью 1,0 з. е./36 ч (в зачетных единицах/часах)

технологии. Электронно-лучевая технология. Электронный луч для обработки металлов. Ионный луч.
Тема 1.3. Квантовые основы наноинженерии (аудиторные занятия –
0,12 з. е./4 ч).
Лекция 6 (2 ч – аудиторные занятия). Квантовые основы наноинженерии. Понятие эффекта размерного квантования. Принцип квантования и условия наблюдения квантоворазмерных эффектов. Структуры с двумерным
электронным газом. Структуры с одномерным электронным газом. Структуры с нуль-мерным электронным газом. Квантовое ограничение. Интерференционные эффекты. Туннелирование.
Лекция 7 (2 ч – аудиторные занятия). Низкоразмерные кремниевые
среды. Актуальность использования низкоразмерного кремния в производстве изделий микро- и наноэлектроники. Физические принципы создания
низкоразмерного кремния. Условия формирования каналов в кремнии
n-типа проводимости. Условия формирования наноканалов в кремнии p-типа
проводимости. Вольтамперные характеристики при формировании низкоразмерного кремния. Структурные модификации пористого кремния. Электрохимические реакции в системе «кремний – электролит». Основные свойства и применения.

Модуль 2
Технологические аспекты создания устройств электроники
и наноэлектроники. Объем: 0,6 з. е./22 ч – аудиторные занятия;
0,19 з. е./7 ч – самостоятельная работа.
Тема 2.1. Технология квантоворазмернывх систем (аудиторные
занятия – 0,17 з. е./6 ч; самостоятельная работа по теоретическому изучению
темы – 0,06 з. е./2 ч).
Лекция 8 (2 ч – аудиторные занятия). Технология тонких пленок и многослойных структур. Введение. Механизмы эпитаксиального роста тонких
пленок. Жидкофазная эпитаксия. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Установка МЛЭ.
Лекция 9 (2 ч – аудиторные занятия). Квантовая инженерия. Эффект
размерного квантования и квантовые точки. Изготовление структур с квантовыми точками. Методы определения СКТ. Лазеры на самоорганизованных
квантовых точках.
Лекция 10 (2 ч – аудиторные занятия, 2 ч – самостоятельная работа).
Многослойные структуры и наноструктуры. Многослойное осаждение посредством магнетронного распыления. Поверхностные наноструктуры и метод МЛЭ. Получение поверхностных структур МОС-гидридной технологией.
Химическая сборка поверхностных наноструктур. Углеродные нанотрубки.
Самостоятельное изучение 0,06 з. е./2 ч:



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

14

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.2. Содержание модулей и тем лекционного курса общей трудоемкостью 1,0 з. е./36 ч (в зачетных единицах/часах)

Низкоразмерные структуры на основе кремния. Пористый кремний.
Применение низкоразмерного кремния в технологии изготовления транзисторов и интегральных схем.
Тема 2.2. Реализация устройств на основе высокотемпературной
сверхпроводимости (ВТСП), аудиторные занятия – 0,11 з. е./4 ч.
Лекция 11 (2 ч – аудиторные занятия). Физическая природа сверхпроводимости. Свойства сверхпроводников. Теория сверхпроводимости. Теория
Бардина – Купера – Шриффера. Эффект Джозефсона. Эффект Мейснера.
Лекция 12 (2 ч – аудиторные занятия). Высокотемпературная сверхпроводимость и ее применение. Явление высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Материалы с ВТСП. Методы получения ВТСП-пленок. Применение высокотемпературной сверхпроводимости.
Тема 2.3. Микроволновые и оптоэлектронные технологические
и энергетические системы (аудиторные занятия – 0,16 з. е./6 ч).
Лекция 13 (2 ч – аудиторные занятия). Микроволны и их природа.
История открытия микроволн. Природа микроволн. Сверхвысокочастотная
терапия.
Лекция 14 (2 ч – аудиторные занятия). Элементная база микроволновых
систем. История создания лазера. Полупроводниковые лазеры. Область применения лазеров. Нанолазеры. Светоизлучающие диоды. Оптоволоконные
кабели.
Лекция 15 (2 ч – аудиторные занятия). Системы связи. Системы телевизионного вещания. Спутниковая связь. Сотовая связь. Оптоэлектронные системы.
Тема 2.4. Проблемы экстремальной электроники (аудиторные занятия – 0,17 з. е./6 ч, самостоятельная работа по теоретическому изучению
темы – 0,13 з. е./5 ч).
Лекция 16 (2 ч – аудиторные занятия). Температурная и радиационная
стойкость изделий электронной техники. Механизмы теплопередачи. Температурная стойкость и способы теплоотвода. Радиационная стойкость. Влияние радиации на параметры электронных устройств.
Лекция 17 (2 ч – аудиторные занятия; 2 часа – самостоятельная работа).
Технологии изготовления структур КНИ. Структуры КНС, их достоинства
и перспективы применения. Преимущества и перспективы карбидокремниевой электроники.
Самостоятельное изучение 0,06 з. е./2 ч:
Перспективы кремния как материала экстремальной электроники.
Структуры кремний-на-изоляторе (КНИ) и их преимущества.
Лекция 18 (2 ч – аудиторные занятия; 3 ч – самостоятельная работа).
Материалы и структуры экстремальной электроники. Карбид кремния в ре-



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

15

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.2. Содержание модулей и тем лекционного курса общей трудоемкостью 1,0 з. е./36 ч (в зачетных единицах/часах)

шении задач экстремальной электроники. Структуры и приборы экстремальной электроники. Запираемые тиристоры. Биполярные транзисторы с изолированным затвором. МОП-транзисторы.
Самостоятельное изучение 0,07 з. е./3 ч:
Углерод в решении задач экстремальной электроники. Ультрадисперсные алмазы в технологическом применении в устройствах экстремальной
электроники.

3.3. Практические занятия
Учебным планом не предусмотрены.

3.4. Лабораторные занятия
Общая трудоемкость лабораторных работ 0,70 з. е. (25 ч). Из них аудиторные занятия составляют 0,5 з. е. (18 ч).
Наименование и трудоемкость лабораторных занятий представлены
в табл. 4.
Таблица 4

№ темы
п/п дисциплины
1
2
3

4

Наименование лабораторных работ,
объем в зачетных единицах/часах (з. е./ч)
Исследование процесса формирования полупроводниковой низкораз1.1, 1.2
мерной среды для создания устройств наноэлектроники (0,11 з. е./4 ч)
Исследование технологии создания гетеролазерной структуры мето1.3, 2.1, 2.3
дом жидкостной эпитаксии (0,12 з. е./4 ч)
Исследование электрических и структурных дефектов поверхности
2.2
полупроводниковых подложек (0,11 з. е./4 ч)
Исследование процесса электрофоретического осаждения наноалмаза
на кремниевые подложки для решения задач экстремальной электро2.4
ники. (0,16 з. е./6 ч)
Итого:
(0,5 з. е./18 ч)

По усмотрению ведущего преподавателя и сообразно возможностям
кафедры могут проводиться иные лабораторные работы по тематике
дисциплины.
Лабораторная работа № 1
Исследование процесса формирования полупроводниковой
низкоразмерной среды для создания устройств наноэлектроники
Низкоразмерная среда представляет собой слой или слои на пластинах



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

16

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.4. Лабораторные занятия

монокристаллических полупроводников с различной кристаллографической
ориентацией, в которых электрохимическим способом формируются поры
нанометрового размера.
В лабораторной работе необходимо ознакомиться с механизмами порообразования и электрохимическими методами травления полупроводников.
Предметом исследований являются структурные характеристики
пористых слоев в зависимости от используемых электролитов, технологических режимов формирования низкоразмерной среды, способов подвода тока
к электрохимической ячейке.
В работе с помощью оптического и растрового электронного микроскопов определяют геометрические параметры и морфологические особенности пор.
В отчете к лабораторной работе приводят микрофотографии полученной низкоразмерной среды, расчеты ее геометрических параметров, описание
морфологических особенностей пор.
Лабораторная работа № 2
Исследование технологии создания гетеролазерной структуры
методом жидкостной эпитаксии
В качестве гетеролазерной структуры используется двойная гетероструктура (ДГС) системы «галлий – алюминий – мышьяк».
В лабораторной работе необходимо ознакомиться с закономерностями
и факторами, оказывающими влияние на процесс формирования гетерогенной системы и механизм зарождения новой фазы в условиях направленной
кристаллизации и ориентированного нарастания, а также методом жидкостной эпитаксии.
Предметом исследования являются геометрические и структурные характеристики эпитаксиальных слоев, входящих в гетеролазерную структуру.
Студенту выдают готовую гетероструктуру, полученную при различных технологических режимах жидкостной эпитаксии.
В работе с помощью селективного травления выявляют границы слоев
и на оптическом микроскопе определяют толщины слоев. На основании известных диаграмм состояния и данных о растворимости компонентов твердого раствора рассчитывают температуру эпитаксии и весовые соотношения
между компонентами в шихте, требуемыми для выращивания всех слоев
гетеролазерной структуры.
В отчете к лабораторной работе приводят температурный профиль
выращивания гетеролазерной структуры и таблицы рассчитанных масс компонентов шихты по слоям.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

17

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.4. Лабораторные занятия

Лабораторная работа № 3
Исследование электрических и структурных дефектов поверхности
полупроводниковых подложек
Подложкой может служить полированная полупроводниковая пластина
(исходная пластина) и полупроводниковая пластина с эпитаксиальным слоем
(приборная структура).
В лабораторной работе необходимо ознакомиться с видами дефектов,
которые возникают при получении исходных подложек и эпитаксиальных
структур. В работе следует изучить методы визуализации дефектов с помощью химического травления и метода нематического жидкого кристалла (метода НЖК).
Предметом исследования является обнаружение электрических и структурных дефектов подложек
Электрические дефекты (неравномерность распределения поверхностных потенциалов и мерцающие электрически активные дефекты) определяют
методом НЖК. Структурные дефекты выявляют анизотропным химическим
травлением и визуализацией с помощью оптического микроскопа.
В отчете к лабораторной работе описывают технологию подготовки
подложек для измерения плотности дислокаций, приводят микрофотографии
поверхности с распределением поверхностных потенциалов и наличием мерцающих дефектов, определяют размеры дислокаций (минимальный и максимальный), рассчитывается плотность дислокаций.
Лабораторная работа № 4
Исследование процесса электрофоретического осаждения наноалмаза
на кремниевые подложки для решения задач
экстремальной электроники
Кремниевая подложка является важнейшим элементом электронной
техники. На ее поверхности и в объеме производятся различные структуры,
из которых формируются приборы современной электроники. Защищая подложки алмазными покрытиями, можно решать проблемы теплостойкости
и радиационной стойкости приборов. Исследуемой подложкой является полированная с двух или с одной стороны пластина монокристаллического
кремния электронного типа электропроводности, вырезанная перпендикулярно кристаллографическому направлению (100).
В лабораторной работе необходимо ознакомиться с детонационным
методом получения наноалмазов, свойствами наноалмазов детонационного
синтеза и методом электрофореза, используемым для осаждения наноалмазов на поверхности изделий из различных материалов, способами приготовления суспензий.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

18

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.4. Лабораторные занятия

Предметом исследований в лабораторной работе является определение
структуры и равномерности осажденных алмазных покрытий в зависимости
от режимов электрофореза, а также количества осажденного на поверхность
алмаза.
Для выполнения работы студент получает кремниевую подложку и заданные режимы электрофоретического осаждения наноалмазов. Структурные характеристики осажденных пленок определяют с помощью растрового
электронного микроскопа.
В отчете к лабораторной работе приводят описание технологии электрофореза и микрофотографии осажденных алмазных пленок.
В начале лабораторных занятий преподаватель, ведущий лабораторные
занятия, выдает студенту описание лабораторных работ и приборов,
с которыми студент будет работать, сообщают краткие сведения по технике
безопасности. Инструктаж по технике безопасности фиксируется в специальном журнале, в котором студенты расписываются.
Для допуска к лабораторной работе студент должен представить
последовательность выполнения лабораторной работы, правильность подключения всех схем и работы используемых приборов, а также знать все
применяемые в работе химические реактивы.
После сдачи допуска к работе студенту выдают исследуемые объекты
или материалы для их получения, необходимые химические реактивы. Задают технологические режимы.
Полученные в ходе проведения лабораторных работ компьютерные
микрофотографии студенты заносят на свои съемные носители (флэшпамять). Далее микрофотографии распечатывают на принтере и прикладывают к отчету по лабораторной работе.
Отчет по лабораторным работам оформляют на компьютере на бумаге
формата А4 с одной стороны в соответствии с требованиями СТО 4.2-072008 «Общие требования к построению и изложению и оформлению документов учебной и научной деятельности». Для оформления текстовой части
используется шрифт Times New Roman размером 14. Межстрочный интервал
принимают одинарным либо полуторным. Абзацный отступ – 1,25 см.
Объем отчета не ограничен, но не может быть меньше 3 страниц. Содержание отчета к каждой лабораторной работе представляют в описании.
Структурными элементами отчета в соответствие с требованиями СТО 4.207-2008 являются:
• титульный лист, на котором проставляют название института и кафедры, список исполнителей, ф.и.о. преподавателя, принявшего лабораторную работу, название работы, год выполнения работы;
• задание, которое состоит из цели и задач работы;
• основная часть, в которую должны войти описание оборудования,
краткий порядок выполнения работы, технологические режимы, экспериментальные данные, необходимые расчеты;
• заключение, в котором приводят выводы по работе;
• список использованных источников;


Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

19

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.4. Лабораторные занятия

• приложения (при необходимости).
Заголовки структурных элементов текстового документа располагают
симметрично тексту, печатают прописными буквами, не подчеркивая и не
нумеруя. Текст основной части документа разбивают на разделы. Заголовки
разделов начинают с абзацного отступа, печатают с прописной буквы, без
точки в конце, не подчеркивая. Если заголовок состоит из двух предложений,
их отделяют точкой. Разделы нумеруют арабскими цифрами, номер проставляют перед заголовком раздела.
Оформление формул, графиков таблиц, списка использованных источников выполняют по СТО 4.2-07–2008.
Информацию для подготовки к сдаче лабораторной работы студент
выбирает из литературных источников, приведенных в описании к каждой
лабораторной работе, курса лекций по данной дисциплине.
Рекомендуемая литература для выполнения лабораторных работ: [2, 4,
14, 17, 18, 19, 21, 23 – 25, 30 – 34, 40, 41 – 43, 45, 46].

3.5. Самостоятельная работа
Общая трудоемкость 1,5 з. е./54 ч.
Целью самостоятельной работы магистранта является самостоятельное
приобретение новые знаний и выработка способности к постоянному самообучению и самосовершенствованию в профессиональной и социальнообщественных сферах деятельности.
Общее число часов между самостоятельной работой студентов и аудиторными занятиями делится поровну. Общий объем дисциплины «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» составляет 108 ч
(3 з. е.). На самостоятельную работу приходится 54 ч (1,5 з. е.). По нормативам, принятым в СФУ, на курсовое проектирование отводится 36 ч (1,0 з. е.).
Следовательно, на другие виды самостоятельной работы должно отводиться
18 ч. Этот объем часов делится поровну между самостоятельной подготовкой теоретического курса к зачету и подготовкой к лабораторным работам.
Виды самостоятельной работы и их трудоемкость приведены в табл. 5.
Таблица 5

Условное
обозначение

№ темы дисциплины

ТО

1.1–2.4

ЛР

1.1–2.4

КР

2.1
Итого:



Вид самостоятельной работы
Самостоятельное изучение теоретического материала
Подготовка к выполнению и защите
лабораторных работ
Курсовая работа

Трудоемкость,
з. е./ч
0,25 з. е./9 ч
0,25 з. е./9 ч
1,0 з. е./36 ч
1,5 з. е./54 ч

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

20

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.5. Самостоятельная работа

3.5.1. Самостоятельное изучение теоретического материала
Общая трудоемкость 0,25 з. е./9 ч.
Видом итогового контроля подисциплине является сдача зачета по
теоретическому курсу.
При подготовке к сдаче зачета по лекционному курсу необходимо
в первую очередь воспользоваться курсом лекций по данной дисциплине.
Теоретический курс поделен на два модуля. В первом модуле изложены различные технологии формирования микро- и наноструктур. Во втором – технологические аспекты создания устройств электроники и наноэлектроники
на основе сформированных наноструктур.
При изучении первого модуля нужно обратить внимание на перечень
всех технологических процессов, с помощью которых можно формировать
среду для создания на ее основе приборов и устройств наноэлектроники;
усвоить физические принципы, лежащие в основе каждого процесса; последовательность технологических операций и необходимых параметров создаваемой среды. Немаловажное значение имеет знание технологического
оборудования.
Изучение второго модуля требует установления связи между формируемой средой и тем, что можно изготовить на ее основе. Необходимо четко
знать требования к среде для создания устройства или прибора, – обратить
внимание на повышение эксплуатационной устойчивости приборов. Всегда
держать в поле зрения тенденции развития технологий как формирования
среды, так и приборов на ее основе.
Для выяснения возникших вопросов или получения углубленных знаний по дисциплине воспользуйтесь перечнем библиографических ссылок,
приведенных в конце каждой лекции курса лекций.
Магистрантам, которые должны самостоятельно отыскивать необходимые сведения из представленных литературных источников, нецелесообразно указывать номера страниц, поэтому авторы страницы не приводят.
Самоконтроль усвоенных знаний можно провести по вопросам, приведенным в конце каждой лекции. Общее количество вопросов для самоаттестации не менее 10 на одну лекцию теоретического курса, т. е. всего не менее
180 вопросов.
На самостоятельное изучение теоретического материала, который
не рассматривается в часы лекционных занятий, отведено 9 ч.
Вопросы для самостоятельного изучения теоретического курса и литературные источники, в которых этот материал приведен.
Тема 1.1 (2 ч).
1. Формирование структур с минимальным рассогласованием по параметрам решетки.
2. Напряженные полупроводниковые структуры, их свойства и приме

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

21

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.5. Самостоятельная работа

нение.
3. Выбор материалов полупроводниковых гетеропар, их электрофизические свойства.
4. Гетеропереход GaAs
− AlxGa1-xAs как модельный элемент микрои наноэлектроники.
Литература: [18, разделы 1.2, 6.1, 6.2, 6.6].
Тема 2.1 (2 ч).
5. Низкоразмерные структуры на основе кремния. Пористый кремний.
6. Применение низкоразмерного кремния в технологии изготовления
транзисторов и интегральных схем.
Литература: [17, раздел 4.3].
Тема 2.4 (5 ч).
Лекция 17 (2 ч)
7. Перспективы кремния как материала экстремальной электроники.
Структуры кремний-на-изоляторе (КНИ) и их преимущества.
Литература: [17, раздел 3.2, 3.3].
Лекция 18 (3 ч)
8. Углерод в решении задач экстремальной электроники. Ультрадисперсные алмазы в технологическом применении в устройствах экстремальной электроники
Литература: [3, 19, 34, 41–43, 46].
Проверка знаний по самостоятельному изучению теоретического лекционного материала может осуществляться по вопросам для самоконтроля,
приводимым в конце каждой лекции в [2]. Более подробные вопросы приведены в методических указаниях по самостоятельной работе в [4].
3.5.2. Самостоятельная работа студентов по лабораторным работам
Общая трудоемкость 0,25 з. е./9 ч.
Самостоятельная работа студентов по выполнению лабораторных работ включает подготовку к лабораторным работам. Поскольку объем в часах
трех лабораторных работ одинаков, то часы, отводимые на самостоятельную
подготовку, целесообразно поделить поровну на каждую из этих работ. Четвертая лабораторная работа выполняется в течение шести часов, поэтому самостоятельная подготовка к ней требует бόльшего количества часов. Объем
в часах для каждой лабораторной работы приведен в табл. 6.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

22

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.5. Самостоятельная работа
Таблица 6
№ темы дисциплины.

Объем самостоятельп/п
ной работы в теме

1

1.1–1.2

2

1.3

3

2.1–2.2

4

2.3–2.4
Итого:

Наименование лабораторных работ,
объем самостоятельной работы, ч (з. е.)
Исследование процесса формирования полупроводниковой
низкоразмерной среды для создания устройств наноэлектроники
Самостоятельная работа 2 ч (0,06 з. е.)
Исследование технологии создания гетеролазерной структуры
методом жидкостной эпитаксии. Самостоятельная работа 2 ч
(0,06 з. е.)
Исследование электрических и структурных дефектов поверхности полупроводниковых подложек. Самостоятельная работа
2 ч (0,06 з. е.)
Исследование процесса электрофоретического осаждения наноалмаза на кремниевые подложки для решения задач экстремальной электроники. Самостоятельная работа 3 ч (0,07 з. е.)
Самостоятельная работа 9 ч (0,25 з. е.)

Подготовка к лабораторной работе начинается сразу после получения
задания. Выдача задания на лабораторную работу производится в соответствии с графиком, приведенным в прил. 4, на 1, 5, 9, 13-й неделях.
Студент изучает требования к лабораторной работе по ее описанию,
представленному в лабораторном практикуме. При этом следует четко представлять цели и задачи лабораторной работы, объект исследования, порядок
выполнения работы. По дополнительным описаниям, прилагаемым к измерительным приборам, установкам надо ознакомиться с их принципом действия,
точностью измерений. По теоретическим сведениям, изложенным в лабораторном практикуме для каждой лабораторной работы и курсе лекций, изучите физические явления, заложенные в технологический процесс получения
наноструктуры, материала или измерение их характеристик. При необходимости следует воспользоваться литературными источниками, ссылки на которые даны в описании к каждой лабораторной работе и лекции.
Для допуска к лабораторной работе студент должен представлять порядок выполнения лабораторной работы, правильность подключения всех
схем и работу используемых приборов, а также уметь применять все химические реактивы.
Вопросы для подготовки изложены в лабораторном практикуме в конце описания каждой лабораторной работы. Общее количество вопросов не
менее 40, т. е. по 10 вопросов на каждуюлабораторную работу.
Расчет объема самостоятельной работы, приходящейся на каждую лабораторную работу, приведен в п.3.4 данной программы.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

23

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.5. Самостоятельная работа

3.5.3. Курсовая работа
Общая трудоемкость 1,0 з.е./36 ч.
Целью курсовой работы является выработка творческих и исследовательских навыков.
Курсовая работа выполняется согласно графику учебного процесса
в течение 14 недель. Выдача темы на курсовую работу производится ведущим преподавателем по дисциплине на 2-й неделе обучения. Сдача курсовой
работы на проверку проводится на 14-й неделе, а защита – на 15-й неделе.
Тематика курсовой работы связана с аттестацией полупроводниковой
твердотельной среды, выполненной в виде подложки.
У преподавателя имеется набор полированных с одной или двух сторон
подложек из кремния, германия или арсенида галлия. Выбор данных материалов обусловлен широким их использованием в электронике и наноэлектронике. Материал подложек имеет монокристаллическую структуру. Подбирают подложки, имеющие материалы с различными уровнем легирования,
типом и составом легирующей примеси, т. е. подложки имеют неодинаковые
как структурные, так и электрические характеристики.
Курсовая работа состоит из двух частей: теоретической и экспериментальной.
В теоретической части курсовой работы следует ознакомиться с технологией обработки подложек, разработать и описать одну типовую схему
обработки поверхности полупроводниковых подложек электроники и наноэлектроники. Рекомендуется следующий план изложения теоретического материала:
1. Характеристика общей схемы технологического процесса обработки
полупроводниковых подложек.
2. Описание типового процесса шлифования подложек.
3. Типовой процесс полирования поверхности полупроводников.
4. Перспективные методы в обработке полупроводниковых подложек.
При описании типовых процессов шлифования и полирования необходимо рассмотреть следующие вопросы:
• цели и особенности каждого этапа процесса обработки;
• используемые абразивы;
• типы полировальников;
• способы крепления подложек к планшайбам (шлифовальным и полировальным головкам);
• способы приготовления суспензий или паст;
• требования к технологическим режимам;
• выходные параметры подложек после каждой стадии обработки.
Экспериментальная часть курсовой работы посвящена аттестации
подложек по физико-химическим параметрам. В этой части курсовой работы
требуется определить:
• фазовый состав материала подложки;



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

24

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.5. Самостоятельная работа

• кристаллографическую ориентацию поверхности подложки;
• кристаллическую структуру материала;
• плотность дислокаций;
• удельное сопротивление;
• тип электропроводности;
• подвижность основных носителей;
• диффузионную длину и время жизни неосновных носителей.
Курсовую работу студент выполняет самостоятельно. Рекомендуются
следующие этапы и сроки выполнения курсовой работы.
Этап 1. Анализ технологии получения подложек. Разработка технологической схемы обработки поверхности подложки. Оформление первого
раздела курсовой работы.
Этап выполняется на 3, 4, 5-й неделях.
Этап 2. Определение фазового состава материала подложки. Подтверждение полученным результатом того, что подложка выполнена из заданного материала.
Этап выполняется на 6-й неделе.
Этап 3. Исследование кристаллографической ориентации поверхности подложки и ее кристаллической структуры. Определение плотности
дислокаций.
Этап выполняется на 7-й неделе.
Этап 4. Измерение удельной электропроводности материала подложки.
Этап выполняется на 8-й неделе.
Этап 5. Определение типа электропроводности и концентрации основных носителей. Расчет подвижности основных носителей.
Этап выполняется на 9-й неделе.
Этап 6. Определение диффузионной длины и времени жизни неосновных носителей.
Этап выполняется на 10-й неделе.
Этап 7. Оформление курсовой работы. Выполняется на 11, 12, 13-й
неделях
Этап 8. Проверка курсовой работы. Проверка осуществляется в часы
аудиторных занятий, отведенных на 14-й неделе.
Этап 9. Публичная защита курсовой работы. Защита назначается по
особому графику вне часов аудиторных занятий.
Можно поменять местами этапы 1–6, изменить их сроки. Последовательность и сроки этапов 7, 8, 9 обязательны.
Курсовая работа содержит не менее 30 листов формата А4 расчетнопояснительной записки. Объем теоретической части курсовой работы (первый раздел) должен быть не менее 15 страниц. Объем экспериментальной
части (второй раздел) должен быть не менее 15–20 страниц.
Текст пояснительной записки выполняют с использованием компьютера на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210×297) мм шрифтом
Times New Roman размером 14. Межстрочный интервал принимают одинар-



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

25

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.5. Самостоятельная работа

ным либо полуторным. Абзацный отступ – 1,25 см. Пояснительную записку
в курсовой работе допускается выполнять без рамки и основной надписи
с соблюдением следующих размеров полей: левое – 30 мм, верхнее и нижнее –
20 мм, правое – 10 мм.
Иллюстрации, таблицы, графики библиографический список оформлять согласно стандарту СФУ СТО 4.2-07–2008.
Защита курсовой работы проводится публично. На защиту требуется представить:
• оформленную по указанным выше требованиям пояснительную записку, проверенную подписанную к защите преподавателем:
• презентационные материалы, выполненные в Microsoft Office Power Poit.
Время доклада по защите курсовой работы не должно превышать 10–
15 минут.
Защита курсовой работы вне аудиторных занятий осуществляется по
дополнительному графику.
Рекомендуемая литература для выполнения курсовой работы
[2–5, 14, 19, 20, 21, 24, 29, 30, 31, 33, 44– 46].

3.6. Содержание модулей дисциплины
при использовании системы зачетных единиц
Структура и содержание модулей дисциплины приведены в табл. П1
прил. 1.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

26

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная и дополнительная литература,
информационные ресурсы
4.1.1. Основная литература
1. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники :
учеб. программа дисциплины / сост. : В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. –
Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 46 с. – (Актуальные проблемы современной
электроники и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч.
коллектива Г. Н. Шелованова).
2. Шелованова, Г. Н. Актуальные проблемы современной электроники
и наноэлектроники : курс лекций / Г. Н. Шелованова. – Красноярск : ИПК
СФУ, 2009. – 222 с. – (Актуальные проблемы современной электроники
и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива
Г. Н. Шелованова).
3. Юзова, В. А. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : лаб. практикум / В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 123 с. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова).
4. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники :
метод. указания к самост. работе / сост. В. А. Юзова. – Красноярск : ИПК
СФУ, 2009. – 27 с – (Актуальные проблемы современной электроники и
наноэлектроники : УМКД № 1524/1092 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова.
5. Юзова, В. А. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : учеб. пособие по курсовой работе / В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 121 с. – (Актуальные проблемы
современной электроники и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 /
рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова).
6. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники :
организац.-метод. указания / сост. В. А. Юзова. – Красноярск : ИПК СФУ,
2009. – 66 с. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова).
7. Нано- и микросистемная техника. От исследований к разработкам :
сб. статей / ред. : П. П. Мальцев. – М. : Техносфера, 2005. – 589 с. : ил. – (Мир
электроники).
8. Драгунов, В. П. Основы наноэлектроники : учеб. пособие / В. П. Драгунов, И. Г. Неизвестный, В. А. Гридчин. – Новосибирск : Изд-во НГТУ,


Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

27

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы

2000. – 332 с.
9. Мальцев, П. П. Наноматериалы, нанотехнологии / П. П. Мальцев. –
М. :Техносфера, 2006. – 241 с.
10. Чаплыгин, Ю. А. Нанотехнологии в электронике / Ю. А. Чаплыгин. –
М. : Техносфера, 2005.
11. Драгунов, В. П. Основы наноэлектроники : учеб. пособие / В. П. Драгунов. – М. : Логос, 2005.
12. Шик, А. Я. Физика низкоразмерных систем / А. Я. Шик, Л. Г. Бакуева, С. Ф. Мусихина. – СПб., 2001. – 346 с.
13. Нанотехнология в ближайшем десятилетии / Под ред. М. К. Роко,
Р. С. Уильямса, П. Аливисатоса. – М., 2002.
14. Герасименко, Н. Н. Мир материалов и технологий. Кремний – материал наноэлектроники / Н. Н. Герасименко, Ю. Н. Пархоменко. – М. : Техносфера, 2006. – 355 с.
15. Шик, А. Я. Введение в сверхпроводимость : учеб. пособие / А. Я. Шик,
С. Н. Лыков. – М., 2001 – 102 с.: ил.
16. Шувалов, В. П. Телекоммуникационные системы и сети : учеб. пособие в 3-х т. Т. 2 / В. П. Шувалов. – М. : Горячая линия-Телеком, 2004. – 672с.
17. Шелованова, Г. Н. Современные проблемы электроники: кремниевая
электроника : учеб. пособие. – Красноярск : – ИПЦ КГТУ, 2006. – 178 с.
18. Шелованова, Г. Н. Физические основы микроэлектроники. Полупроводниковые гетероструктуры в микро- и наноэлектронике : учеб. пособие /
Г. Н. Шелованова. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. – 181 с.
19. Байдамов, В. М. Основы электрохимии : учеб. пособие для студ.
высш. учеб. заведений / В. М. Байдамов – М. : Издат. центр «Академия»,
2005. – 240 с.
20. Юзова, В. А. Материалы и элементы электронной техники. Обработка диэлектрических подложек микроэлектроники с использованием детонационных наноалмазов : учеб. пособие / В. А. Юзова, О. В. Семенова; Краснояр. гос. техн. ун-т. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. – 76 с.
4.1.2. Дополнительная литература
21. СТО 4.2-07–2008. Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной
деятельности / разраб. : Т. В. Сильченко, Л. В. Белошапко, В. К. Младенцева,
М. И. Губанова. – Введ. впервые 09. 12. 2008. – Красноярск : ИПК СФУ,
2008. – 47 с.
22. Каталог лицензионных программных продуктов, используемых в
СФУ / сост. : А. В. Сарафанов, М. М.Торопов. – Красноярск : ИПК СФУ,
2008. – (Вып. 3)
23. Зимин, С. П. Пористый кремний – материал с новыми свойствами /
С. П. Зимин // Соросовский образовательный журнал. – 2004. – Т.8 (№ 1) –
С. 101–107.
24. Зимин, С. П. Электрические свойства пористого кремния / С. П. Зи

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

28

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы

мин // ФТП. – 2000. – Т.34 (вып.3) – С. 359–363.
25. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика. Приборы / Под
ред. В. В. Лучинина, Ю. М. Таирова – М. : Физматлит, 2006. – 552с.
26. Савченко, М. А. Высокотемпературная сверхпроводимость : учеб.
пособие / М. А. Савченко, А. М. Савченко, А. В. Стефанович. – М. : МГТУ
им. Баумана, 2002. – 836 с.: ил.
27. Хохлова, Н. М. Информационные технологии / Н. М. Хохлова. – М. :
Приор-издат, 2004. – 192 с.
28. Носов, Ю. Р. Оптоэлектроника / Ю. Р. Носов. – М. : Радио и связь,
2004. – 360 с.
29. Гуртов, В. А. Твердотельная электроника / В. А. Гуртов. – М. : Техносфера, 2005. – 350 с.
30. Барыбин, А. А. Электроника и микроэлектроника. Физикотехнологические основы. – М. : Физматлит, 2006. – 387 с.
31. Материаловедение : учеб. для вузов / Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др.; Под общ. ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина. – 3-е
изд., стереотип. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 411 с.
32. Ерамаков, О. Н. Мир электроники. Прикладная оптоэлектроника. /
О. Н. Ермаков. – М. : Техносфера, 2004. – 372 с.
33. Брандон, Д. Мир материалов и технологий. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля / Д. Брандон, У. Каплан; Пер. с
англ. под ред. С. Л. Баженова. – М. : Техносфера, 2004. – 384 с.
34. Долматов, В. Ю. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза.
Получение, свойства, применение / В. Ю. Долматов. – СПб. : Изд-во
СПбГПУ, 2003. – 344 с.
35. Бехштейн, Ф. Поверхности и границы раздела полупроводников /
Ф. Бехштейн, Р. Эндерлайн – М. : Мир, 1990. – 72 с.
36. Сейсян, Р. Нанолитография СБИС в экстремально дальнем вакуумном ультрафиолете / Р. Сейсян. – Санкт-Петербург, 2002. – 417 с.
37. Максимов, E. Г. Проблема высокотемпературной сверхпроводимости. Современное состояние: учеб. пособие / Е. Г. Максимов. – М. : 2000. –
533с.
38. Мильвидский, М. Г. Полупроводниковый кремний на пороге ХХI века / М. Г. Мильвидский // Материалы электронной техники. – 2000. –
№ 3. – С. 4–14.
39. Асеев, А. Л. Перспективы применения структур «кремний на изоляторе» в микро-, наноэлектронике и микросистемной технике / А. Л. Асеев
и др. // Микросистемная техника – 2002. – № 9. С. 25–29.
40. Алферов, Ж. И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур / Ж. И. Алферов // Физика и техника полупроводников. – 1998. – Т. 32
(№ 1). – С. 3–18.
41. Пузырь А. П., Бондарь В. С. Патент RU 2252192 C2. МПК С01
В36/06.БИ.15(2005).
42. Пузырь А. П., Бондарь В. С. Патент RU 2258671 C2. МПК С01
В36/06.БИ.23(2005).
43. Юзова, В. А. Введение ультрадисперсного порошка алмаза детона-



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

29

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы

ционного синтеза в каналы пористого кремния / В. А. Юзова // Письма
в ЖТФ. – 2008. – т. 34 (вып.10) – с. 34–38.
44. Юзова, В. А. Методические указания по применению технологии
изготовления алмазных и алмазографитовых полировочных паст : препринт
№ 823Ф / В. А. Юзова, О. В. Семенова, А. А. Митин, А. В. Угрюмов : Институт физики СО РАН. – Красноярск :2003. – 42 с.
45. Готра, З. Ю. Технология микроэлектронных устройств : справ. /
З. Ю. Готра – М. : Радио и связь, 1991. – 528 с.
46. Захаров, А. А. Физико-химические основы размерной обработки
полупроводников. Механическая обработка : учеб. пособие / В. А. Юзова,
А. А. Захаров. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Красноярск : КГТУ, 1997 – 216 с.
47. Положение об организации учебного процесса в Сибирском федеральном университете с использованием зачетных единиц (кредитов)
и балльно-рейтинговой системы.
4.1.3. Периодическая литература
48. Известия вузов. Электроника.
49. Микроэлектроника.
50. Физика и техника полупроводников.
51. Нанотехнологии и наноматериалы.
52. Нано- и микросистемная техника.
53. Перспективные материалы.
4.1.4. Информационные ресурсы
54. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : электр. учеб.-метод. комплекс /
Г. Н. Шелованова, В. А. Юзова, В. А. Барашков, О. В. Семенова. – Электронные дан. (127 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы
современной электроники и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 /
рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова). 1 электронный оптический диск
(DVD). Систем. требования: Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 187 Мб свободного
дискового пространства; привод DVD; операционная система Microsoft
Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32); Adobe Reader 7,0 (или аналогичный
продукт для чтения файлов pdf.
55. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : учеб. программа дисциплины /сост. :
В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. – Электронные дан. (2 Мб). – Красноярск :
ИПК СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова). 1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel
Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1ГГц; 512 Мб


Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

30

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы

оперативной памяти; 50 Мб свободного дискового пространства; привод
DVD; операционная система Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32);
Adobe Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
56. Шелованова, Г. Н. Актуальные проблемы современной электроники
и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : электр. курс лекций /
Г. Н. Шелованова. – Электронные дан. (6 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ,
2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова).
1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel Pentium
(или аналогичный процессор других производителей) 1ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 50 Мб свободного дискового пространства; привод DVD;
операционная система Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32); Adobe
Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
57. Юзова, В. А. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : электр. учеб. пособие по
курсовой работе / В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. – Электронные дан.
(6 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч.
коллектива Г. Н. Шелованова). 1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 50 Мб свободного дискового
пространства; привод DVD; операционная система Microsoft Windows 2000
SP4/XP SP2 /Vista (32); Adobe Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
58. Юзова, В. А. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : электр. лаб. практикум /
В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. – Электронные дан. (4 Мб). – Красноярск :
ИПК СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова). 1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel
Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц; 512 Мб
оперативной памяти; 50 Мб свободного дискового пространства; привод
DVD; операционная система Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32);
Adobe Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
59. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Банк тестовых заданий. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : контрольноизмерительные материалы / Г. Н. Шелованова, В. А. Барашков, О. В. Семенова. – Электронные дан. (44 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД №
1524/1092-2008/ рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова). 1 электронный
оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel Pentium (или аналогичный
процессор других производителей) 1 ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 104
Мб свободного дискового пространства; привод DVD; операционная система
Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32); Adobe Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
60. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : метод. указания по самост. работе /


Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

31

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы

сост. В. А. Юзова. – Электронные дан. (2 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ,
2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова).
1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel Pentium
(или аналогичный процессор других производителей) 1ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 50 Мб свободного дискового пространства; привод DVD;
операционная система Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32); Adobe
Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
61. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Версия 1,0 [Электронный ресурс] : метод. указания по организац.–метод.
работе / сост. В. А. Юзова. – Электронные дан. (4 Мб). – Красноярск : ИПК
СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива Г. Н. Шелованова). 1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel
Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц; 512 Мб
оперативной памяти; 50 Мб свободного дискового пространства; привод
DVD; операционная система Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /Vista (32);
Adobe Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
62. Унифицированная система компьютерной проверки знаний тестированием UniTest версии3.0.0. : руководство пользователя / А. Н. Шниперов,
Б. М. Бидус. – Красноярск, 2008.
63. Шелованова, Г. Н. Современные проблемы электроники : кремниевая электроника [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Г. Н. Шелованова. – Электрон. дан. – Красноярск : КГТУ, 2006. – Режим доступа:
http://lib.krgtu.ru/pocobia.php?section=shelovanova – Загл. с экрана.
64. Юзова, В. А. Материалы и элементы электронной техники. Обработка диэлектрических подложек микроэлектроники с использованием детонационных наноалмазов [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие /
В. А. Юзова, О. В. Семенова. – Электрон. дан. – Красноярск : КГТУ, 2005. –
Режим доступа: http://lib.krgtu.ru/pocobia.php?section=yuzova – Загл. с экрана.
65. http:// www. superconductors. org/
66. http://www.nanometer.ru
67. http://www. nanoink. net
68. http://www.ioffe.ru/journals/
69. http://journal.sfu-kras.ru/
70. http://www.mikrosystems.ru
71. http://www.isstp.issi.ru

4.2. Перечень наглядных и других пособий,
методических указаний и материалов
к техническим средствам обучения
72. Шелованова, Г. Н. Актуальные проблемы электроники и наноэлектроники. Презентационные материалы. Версия 1,0 [Электронный ресурс] :
наглядное пособие / Г. Н. Шелованова. – Электронные дан. (16 Мб). – Крас

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

32

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

4.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения

ноярск : ИПК СФУ, 2009. – (Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: УМКД № 1524/1092-2008 / рук. творч. коллектива
Г. Н. Шелованова). 1 электронный оптический диск (DVD). Систем. требования: Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей)
1 ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 16 Мб свободного дискового пространства; привод DVD; операционная система Microsoft Windows 2000 SP4/XP SP2 /
Vista (32); Adobe Reader 7,0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf.
73. Интерактивные технические средства обучения : практическое руководство / сост. : А. Г. Суковатый, К. Н. Захарьин, А. В. Казанцев, А. В. Сарафанов. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 84 с.
74. Стандарт организации СТО СФУ 7.2.04–2007. Электронные образовательные ресурсы на базе гипертекстовых технологий со встроенной системой компьютерной проверки знаний тестированием. Требования к структуре,
организации и интерфейсу /разр. : К. Н. Захарьин, А. В. Сарафанов, А. Г. Суковатый и др. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2007. Утвержден и введен
в дейтствие приказом ректора СФУ № 659 от 15. 11. 2007.

4.3. Программное обеспечение (лицензионное)
Программное обеспечение выбрано в соответствии с каталогом лицензионных программных продуктов, используемых в Сибирском федеральном
университете [22].
1. Операционная система Microsoft Windows XP Professional.
2. Пакет прикладных программ Microsoft Office 2003 Professional.
3. Программный продукт «Антивирус Касперского».
4. Программный продукт КОМПАС 5.
5. Программный продукт FineReader 7.0 Professional Edition.
6. Программный продукт MATLAB 6.

4.4. Контрольно-измерительные материалы
Контрольно-измерительные материалы по дисциплине предназначены
для проведения самоконтроля и итоговой аттестации.
Самоконтроль предполагается проводить в рамках самостоятельной
работы студентов.
Итоговый контроль заключается в сдаче тестовых заданий на зачете
в аттестационную неделю.
На промежуточную аттестацию по дисциплине «Актуальные проблемы
современной электроники и наноэлектроники» контрольно-измерительные


Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

33

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.4. Контрольно-измерительные материалы

материалы не разрабатываются.
Характеристики видов контроля приведены в пп. 4.4.1–4.4.3.
4.4.1. Входной контроль
На входной контроль не создаются отдельные контрольноизмерительные материалы. Их формируют из вопросов для самопроверки.
Входной контроль может быть представлен двумя типами контрольноизмерительных материалов:
вопросы для распределенного входного контроля;
вопросы по допуску к лабораторным работам.
Вопросы распределенного входного контроля (1–3 вопроса за лекцию)
задаются студентам на лекциях для решения следующих задач:
контроль посещаемости;
контроль базовых знаний и принятие преподавателем решения о более
углубленном изложении лекционного материала;
контроль базовых знаний и принятие преподавателем решения о реорганизации занятий по лабораторному практикуму;
контроль базовых знаний и принятие преподавателем решения о проведении дополнительных занятий в рамках консультаций;
контроль базовых знаний и выдача рекомендаций преподавателям, ведущим дисциплины, обеспечивающим получение необходимых знаний и
умений в рамках направления, для формирования междисциплинарной связи;
контроль усвоенных теоретических знаний – проверка остаточных знаний по дисциплине;
развитие логического мышления.
Вопросы распределенного входного контроля составляются из вопросов для самопроверки, которые представлены в конце каждой лекции
в количестве не менее 10 штук в учебном пособии курса лекций. Общее
количество вопросов распределенного входного контроля не менее 180.
Вопросы к допуску к лабораторным работам позволяют провести
контроль усвоения знаний, необходимых для выполнения лабораторной работы. Они представлены в описании к каждой лабораторной работе Их общее
количество не менее 40.
4.4.2. Самоконтроль
Для самоконтроля предлагаются следующие виды контрольноизмерительных материалов:
контрольные вопросы, представленные в конспекте лекций после каждой лекции;
вопросы к защите лабораторных работ.
Общее количество вопросов для самоконтроля не менее 180 по лекционным занятиям (10 вопросов на каждую лекцию) и не менее 40 по лабораторным занятиям (не менее 10 вопросов на каждую лабораторную работу).



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

34

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.4. Контрольно-измерительные материалы

4.4.3. Итоговый контроль
Для итогового контроля знаний, умений и навыков, в соответствии
с требованиями к компетенциям магистра, применяются контрольноизмерительные материалы в виде тестовых заданий. Итоговый контроль
осуществляется при сдаче зачета в аттестационную неделю. Общее количество тестовых заданий 360. Из них:
тестовых заданий типа «Выбор одного правильного ответа из двух
и более предложенных альтернатив (М:1) – 120 (33,8 %),
тестовых заданий типа «Выбор нескольких правильных ответов из
предложенных альтернатив» (М:М) – 94 (26 %),
тестовых заданий на установление правильной последовательности
(П) –25 (6,7 %),
тестовых заданий на дополнение суждения или понятия (Д) – 99
(27,6 %), тестовых заданий на соответствие (С) – 21 (5,9 %).
Структура тестовых заданий приведена в прил. 2.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

35

5. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ В СИСТЕМЕ ЗАЧЕТНЫХ
ЕДИНИЦ
Приоритетные направления государственной политики в сфере образования формулируются как непрерывное (в течение всей жизни) обеспечение
доступности качественного образования за счет повышения инвестиционной
привлекательности сферы образования.
Одним из основных механизмов реализации приоритетов является создание единой системы зачетных (кредитных) единиц в модульных образовательных программах.
С провозглашением 18 сентября 1988 года в г. Болонья Всеобщей хартии университетов начала развиваться межвузовская система зачетных единиц с целями достижения международной академической эквивалентности.
Масштабные и интенсивные интеграционные процессы последнего
времени в странах Европейского союза имеют цель обеспечить конкурентоспособность европейской экономики в ситуации экономической глобализации и распространяются на профессиональное образование и обучение с задачами:
ускоренный переход к обществу, основанному на знаниях;
реализация стратегии обучения в течение всей жизни;
расширение возможностей освоения квалификаций, в том числе и путем постепенного накопления единиц квалификаций и (или) компетенций
(так называемых зачетных (кредитных) единиц).
Этот принципиально новый подход к системе зачетных единиц следует
из Копенгагенской декларации (ноябрь 2002 года), в которой, в частности,
сформулирована задача создания единой системы переноса зачетных (кредитных) единиц, обеспечивающей европейское признание компетенций и
(или) квалификаций, общие принципы сертификации и др.
В настоящее время в зачетную единицу вкладывается смысл единой
меры следующих факторов:
трудоемкости учебных планов и образовательных программ, в том числе трудоемкости отдельных дисциплин и их разделов;
трудоемкости видов учебной работы студента;
трудоемкости учебно-методической деятельности преподавателя;
объем знаний и компетенций, из набора которых формируется модули
и полные квалификации.
Последнее замечание делает понятными задачи эксперимента по организации учебного процесса в вузе с использованием системы зачетных единиц, проводимого с 2002 года Минобразования России



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

36

5. ОМО УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ДИСЦИПЛИНЕ В СИСТЕМЕ ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ

Зачетная единица (кредитная единица, кредит, образовательный
кредит) – условный параметр, рассчитанный на основе экспертной оценки
совокупных трудозатрат при изучении стандартного по объему и структуре
учебного курса за минимальный период обучения, предусматривающий аттестацию. В качестве зачетной единицы принимают 36 академических часов
трудозатрат студента на освоение дисциплины.
Кредитная система профессионального образования – система организации учебного процесса, предусматривающая оценку уровня освоения
студентом каждой отдельной дисциплины и образовательной программы
в целом числом успешно освоенных кредитов из их известного общего количества. Число успешно освоенных кредитов является рейтинговой оценкой
(рейтингом) студента, и кредитную систему профессионального образования
называют также рейтинговой системой оценки успеваемости.
При введении понятия зачетной единицы (з. е.) как некоторой обобщенной меры трудоемкости T можно всю дисциплину и ее части, т. е. модули,
выразить в этих единицах. Так как одной зачетной единице формально соответствует 36 академических часов, а дисциплина «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» рассчитана на 108 академических
часов, то трудоемкость дисциплины составит 3 зачетные единицы (3 з. е.).
Распределение трудоемкости T по видам учебной работы (i = 1, 2, …, ni)
производится в долях для дисциплины (j = 1, 2, …, nj) по семестрам (s = 1, 2,
…, ns) в следующих предположениях:
виды учебной работы (i = 1, 2, …., ni) контролируются, т. е. задаются
преподавателем в соответствие с учебными планами подготовки по направлению 210100.68 «Электроника и наноэлектроника»;
общая трудоемкость каждой изучаемой в семестре дисциплины равна 1,0;
трудоемкость текущей работы равна 0,5;
трудоемкость аттестации равна 0,5.
Дисциплина «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» содержит два модуля. Следовательно, трудоемкость всех видов
учебной работы необходимо распределять между ними как в зачетных единицах, так и в относительных. Такое распределение приведено в табл. П3
прил. 3.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

37

6. ГРАФИК УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
График учебного процесса и самостоятельной работы представлен
в табл. П4 прил. 4.
Согласно приведенному графику аудиторное изучение теоретического
курса осуществляется в течение 18 недель. После седьмой недели будет изложен на лекциях теоретический материал первого модуля, т. е. материал
трех тем 1.1–1. 3, на которые отводится 14 часов. Следовательно, на восьмой
неделе можно назначать контрольную неделю.
Второй модуль (темы 2.1–2.4) изучается с 8-й по 18-ю, т. е. в течение 11
недель (22 часа). Отводимые на реализацию самостоятельной работы по изучению теоретического курса 9 часов делятся по разделам лекционного курса
следующим образом. На самостоятельное изучение материала и подготовку
его к сдаче зачета первого модуля предусматривается 2 часа, второго модуля –
7 часов.
Реализовать график самостоятельной работы по изучению теоретического курса можно по согласованию с преподавателем несколькими
способами.
сдать зачет на 18-й неделе (второй контрольной неделе) по теоретическому материалу обоих модулей одновременно;
сдать зачет на 18-й неделе (второй контрольной неделе) по теоретическому материалу обоих модулей последовательно, т. е. сдать теоретический
материал первого модуля, а затем – второго модуля;
сдать зачет на 8-й неделе (первой контрольной неделе) теоретический
материал первого модуля, на 18-й неделе – второго модуля.
При реализации графика по лабораторным работам следует учитывать
следующее. Выдача и выполнение лабораторных работ производится в часы
аудиторных занятий на 1, 5, 9, и 13-й неделях. В это время на занятиях по
лабораторным работам необходимо ознакомиться с целями, задачами лабораторной работы, предметом исследований, оборудованием, приготовить все
необходимые таблицы для занесения в них результатов измерений, получить
допуск к работе у преподавателя и выполнить работу. Самостоятельная работа по подготовке теоретического материала к лабораторной работе, проведение всех расчетов, оформление отчета и подготовка к защите работы осуществляется на следующей неделе после выдачи работы, т.е. на 2, 6, 10 и 14-й
неделях. На 3, 7, 11 и 17-й неделях в часы аудиторных занятий проводится
защита лабораторных работ.
К 8-й неделе (первой контрольной неделе) должно быть выполнено
и защищено две лабораторные работы, а на 17-й неделе (вторая контрольная



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

38

6. ГРАФИК УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

неделя) – все четыре. Для отстающих по какой-то причине студентов назначается на 17-й неделе дополнительная защита всех лабораторных работ.
Реализация графика самостоятельного выполнения курсовой работы
осуществляется следующим образом. Курсовая работа выдается на второй
неделе учебного процесса. На первой контрольной неделе курсовая работа не
аттестуется. К 14-й неделе полностью выполненная курсовая работа проверяется преподавателем в часы аудиторных занятий и выносится на публичную
защиту. Защита проводится на 15-й неделе по особому графику вне часов аудиторных занятий.
На 17-й неделе (второй контрольной неделе) проводится подведение
итогов двух контрольных недель и оглашение результатов допуска к зачету.
Зачет назначаетпреподаватель, читающий лекции. Зачет проводится на 18-ой
неделе.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

39

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Структура и содержание разделов дисциплины
«Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники» образовательной программы
210100.68 «Электроника и наноэлектроника» Института инженерной физики и радиоэлектроники, курс
5, 10 семестр

Таблица П1

Перечень
Перечень
тем лекПеречень
самостоятельных
ционного
лабораторных
Наименование
Перечень
видов работ, вхокурса,
занятий,

модуля,
практических
дящих в раздел, Формируемые
входящих
входящих в
и семинарих конкретное
п/п
срок его
компетенции
в модуль в
модуль
ских занятий,
наполнение
реализации
соответств соответств соответствии с
вии с п.
вии с п. 3.4
п. 3.5
3.2
Модуль 1
Темы:
«Современные 1.1;
тенденции
1.2;
реализации
1.3;
микро- и
наноструктур»
1–7-ая недели

Лабораторная Самостоятельное
работа № 1, 2 изучение теоретического курса и
подготовка к
лабораторным
работам №1, №2

Программой
не предусмотрены



ОНК-1,
ОНК-2,
ИК-1, ИК-2,
СЛК-1,
СЛК-2
НИД-1,
НИД-2,
НИД-3,

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

Умения

Знания

Использовать
современные информационные и
компьютерные технологии
для оценки количественных и качественных показателей состояния поверхности твердого тела.
Использовать справочные
данные по электрофизическим параметрам материалов микро- и наноэлектроники. Строить физическую
модель поверхности.
Измерять
поверхностный потенциал. Самостоятельно приобретать новые
знания.
Нейтрализовать
продукты
химических
реакций
после подготовки поверхности к измерениям.

Физическую сущность влияния поверхностных состояний
на характеристики
устройств микро- и наноэлектроники. Возможности лучевых технологий.
Преимущества молекулярно-лучевой эпитаксии из
металлоорганических соединений в реализации устройств
микро- и наноэлектроники.
Квантовый характер эффекта размерного ограничения
при создании устройств. Перспективность метода химической сборки для создания
наноструктур.
Свойства низкоразмерного
кремния, их приложение в
рамках единой кремниевой
технологии.

40

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Окончание табл. П1
1
2

2
Модуль 2
«Технологические
аспекты
создания
устройств
наноэлектроники»
8–18-ая недели



3
Темы:
2,1;
2,2;
2,3;
2,4.

4

Программой
не предусмотрены

5
6
7
Лабораторные Самостоятельное ОНК-3,
работы
изучение теорети- ИК-1, ИК-2,
№ 3, 4
ческого курса и
СЛК-1,
подготовка к
лабораторным СЛК-2
работам №3, №4 ПДК-1,

ПТД-1,
ПТД-2,
НИД-1,
НИД-2,
ОУД-3,

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

8
Моделировать наноструктуры с использованием
отечественного и зарубежного опыта.
Использовать методы, а
также
информационные
компьютерные
технологии прогнозирования характеристик твердого тел
Формулировать задачи исследования на этапе экспериментального создания
твердотельной среды с
требуемыми свойствами.
Разрабатывать технологический алгоритм формирования твердотельной среды для получения электронного устройства.
Решать экологические задачи при создании наноразмерных сред.
Приобретать навыки работы в творческом коллективе.
Публично уметь отстаивать свою точку зрения.
Подготавливать материалы
для научных докладов и
публикаций.

9
Проблемы современной электроники больших мощностей.
Технологические аспекты высокотемпературной полупроводниковой электроники.
Решения по теплоотводу с помощью современных перспективных материалов.
Критерии оценки радиационной надежности электронной
техники.
Элементную базу микроволновых систем (инжекционные
лазеры, нанолазеры, сверхяркие светодиоды и т.д.
Принципы осуществления
спутниковой, мобильной и
сотовой связи.
Перспективные направления
электроники.

41

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СТРУКТУРА БАНКА ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ»
для направления 210100.68 "Электроника и наноэлектроника"

1

1. Современные тенденции реализации микро- и наноструктур
(14 часов)



2
Лекция 1.Роль поверхности в создании устройств микро- и наноэлектроники
(2 часа)
Лекция 2. Микро- и наноразмерные
атомные кластеры в полупроводниках и их свойства (2 часа)
Лекция 3. Технологические возможности перспективных видов эпитаксии (2 часа)
Лекция 4. Создание интегральных
устройств методами литографии (2
часа)
Лекция 5. Литография высокого разрешения (2 часа)
Лекция 6. Квантовые основы наноинженерии (2 часа)
Лекция 7. Низкоразмерные кремниевые среды (2 часа)

М:1

М:М

С

П

Д

всего

7

4

1

2

8

22

10

6

1

1

2

20

7

7

1

2

4

21

8

5

1

1

5

20

4

8

1

1

6

20

11

3

1

1

5

21

3

2

1

3

7

16

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

42

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

1

М:1

М:М

С

П

Д

всего

6

6

1

1

6

20

8

7

1

2

1

19

7

7

1

1

4

20

6

3

3

1

9

22

5

5

1

1

9

21

1

4

2

3

5

15

9

4

1

1

5

20

6

6

1

1

7

21

8

3

1

1

7

20

7

8

1

1

4

21

7

6

1

1

5

20

ИТОГО:

120

94

21

25

99

360

ИТОГО %

33,8

26

5,9

6,7

27,6

100

2
Лекция 8. Технология тонких пленок и многослойных структур (2 часа)
Лекция 9. Квантовая инженерия (2 часа)
Лекция 10. Многослойные наноструктуры
(2 часа)
Лекция 11. Физическая природа сверхпроводимости (2 часа)

2. Технологические
аспекты создания устройств электроники и
наноэлектроники (22
часа).



Лекция 12. Высокотемпературная сверхпроводимость (2 часа)
Лекция 13. Микроволны и их природа (2 часа)
Лекция 14. Элементная база микроволновых
систем (2 часа)
Лекция 15. Системы связи (2 часа)
Лекция 16. Температурная и радиационная стойкость изделий электронной техники (2 часа)
Лекция 17. Перспективы кремния как материала
экстремальной электроники (2 часа)
Лекция 18. Материалы и структуры экстремальной электроники (2 часа)

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

43

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

1.1

1.2

2

3

Всего отн. ед. /
(зачетных единиц)

1–18

Модуль № 1
Современные тенденции реализации
микро- и наноструктур
Модуль № 2
Технологические
аспекты создания
устройств электроники и наноэлектроники



Выпол- Пракнение и тичезащита ские и
лабора- семиторных
нарработ
ские
занятия

6

Выполнение и
защита
курсовых
проектов

Выполнение и
защита
РГЗ

Подготовка Решеи сдача
ние
рефератов
комплектов
задач

7
0,2
(0,6)

8

9

10

11







-

4
0,1
(0,3)

5
0,2
(0,6)

1–7

0,05
(0,15)

0,1
(0,3)











8–18

0,05
(0,15)

0,1
(0,3)



0,2
(0,6)









Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

Промежуточный
контроль

Итого

1
1.

Посещаемость
лекций

Сдача зачета

Срок реализации раздела,
недели

Трудоемкость разделов и видов учебной работы в относительных единицах
по дисциплине «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники»
образовательной программы 210100.68 «Электроника и наноэлектроника» Института инженерной физики и радиоэлектроники, курс 5, 10 семестр
Таблица П3
№ Название модуТекущая работа (50 %),
Аттестап/п лей дисциплиКонкретные виды текущей работы определяются преподавателем, ведущим
ция
ны
занятия по данной дисциплине и утверждаются на заседании кафедры
(50 %)
Виды текущей работы

13
0,5
(1,5)

15
1,0
(3,0)

-

(0,2)
(0,3)

03,5
(0,75)

-

0,3
(1,2)

0,65
(2,25)

44

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ГРАФИК
учебного процесса и самостоятельной работы магистров по дисциплине «Актуальные проблемы
современной электроники и наноэлектроники»,
направления 210100.68 «Электроника и наноэлектроника»,
Института инженерной физики и радиоэлектроники, курс 5, 10 семестр
Таблица П4
Наименова№ ние
дисциппп
лины

1 Актуальные
проблемы
современной
электроники
и наноэлектроники

Число часов аудиторных занятий

Часов на
самостояФорма тельную работу
контроля
По
Всего По
Всего
видам
часов видам
Лекции
–36
54

ЛР–18

54

ТО–9

Недели учебного процесса семестра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

18
ТО

зачет
ЛР–9

КР–
36

ВЛР1

ЗЛР1

ВЛР2

ЗЛР2

ВЛР3

ЗЛР3

ВЛР4

ВЛР4

ПКР

ВКР

ЗЛР!1
22,3,4

СКР

ИТ
КН

ИТ
КН

КН

Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; КР – курсовая работа; ВКР – выдача курсовой работы; СКР – сдача курсовой работы;;
ПКР – проверка курсовой работы; ЛР – лабораторные работы; ВЛР – выполнение лабораторной работы; ЗЛР – защита лабораторной работы; КН – контрольная неделя (неделя текущей аттестации); ПК – промежуточный контроль (проверка КР - ПКР); ИТ – итоговое тестирование (итоговый контроль).

Заведующий кафедрой КиПР ________________
«
» мая 2008 г.
Директор института:«
» мая 2008 г.



Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Учеб. программа дисциплины

/ Ю. В. Коловский/
/Г.С. Патрин/

45