«Ивановский государственный химико-технологический университет» Факультет неорганической химии и технологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный химико-технологический университет»
Факультет неорганической химии и технологии
Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники
Утверждаю: проректор по УР
_______________ В.В. Рыбкин
«
»
20
Рабочая учебная программа дисциплины
Основы технологии электронной компонентной базы
Направление подготовки
Химическая технология материалов и изделий
электроники и наноэлектроники
Профиль подготовки
Квалификация (степень)
Форма обучения
240100 Химическая технология
Бакалавр
очная
Иваново, 2010
г.
1.
Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины является формирование у студентов комплекса
знаний, умений и навыков в области микро- и нанотехнологических процессов (процессов
планарно-эпитаксиальной технологии) создания в объеме или на поверхности твердого тела подложки элементов и компонентов современной интегральной компонентной базы.
2.
Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к вариативной части цикла профессиональных дисциплин
профиля, базируется на результатах изучения дисциплин профессионального цикла, в том
числе физическая электроника, физическая химия твердого тела, технология тонких пленок и
покрытий, материаловедение. Данная учебная дисциплина имеет перед собой задачу
показать обучающемуся физико-химическую сущность используемых в планарноэпитаксиальной технологии процессов и привить учащемуся комплексный подход к выбору
и обоснованию методов и процессов формирования электронной компонентной базы. Для
успешного усвоения дисциплины студент должен
знать:
- принципы построения и функционирования устройств на основе традиционной элементной
базы твердотельной электроники;
- основные технические параметры, эксплуатационные характеристики и области
применения основных устройств и функциональных узлов твердотельной электроники.
- возможности интенсивных технологий, в том числе плазменных, в производстве
материалов и изделий твердотельной электроники;
уметь:
- применять методы расчета параметров и характеристик, моделирования и проектирования
электронных приборов и устройств твердотельной электроники и наноэлектроники;
- работать с техническими и программными средствами реализации процессов
проектирования;
- работать в коллективе (малых группах) при решении профессиональных задач;
владеть:
- информацией об областях применения и перспективах развития различных
функциональных узлов и устройств современной электроники;
- навыками работы в коллективе (малых группах) при решении профессиональных задач;
3.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
- способность составлять математические модели типовых профессиональных
задач,
находить способы их решений и интерпретировать
профессиональный (физический)
смысл полученного математического
результата (ПК-8);
- готов обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке
технологических процессов; выбирать технические средства и технологии с учетом
экологических последствий их применения (ПК-11);
- способен проектировать технологические процессы с использованием автоматизированных
систем технологической подготовки производства (в составе авторского коллектива (ПК-28).
- способностью владеть современными методами расчета и проектирования электронных
приборов и устройств и технологии их производства, способность к восприятию, разработке
и критической оценке новых способов их проектирования (ПК-35).
В
результате
изучения
дисциплины
«ОСНОВЫ
ТЕХНОЛОГИИ
ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ» студент должен:
знать: физико- технологические основы процессов производства изделий электронной
компонентной базы, особенности проведения отдельных технологических операций;
2
уметь: рассчитать физико- технологические условия для проведения отдельных
технологических процессов для получения активных и пассивных элементов электронной
компонентной базы с требуемыми конструктивными и электро-физическими параметрами;
владеть: методиками контроля и анализа процессов электронной компонентной базы.
4.
Структура дисциплины Основы технологии электронной
компонентной базы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 72 часа.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестры
6
30
30
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Оформление отчетов по лабораторным работам
подготовка к текущим занятиям, коллоквиумам
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
5.
15
15
42
15
15
42
12
10
10
10
зачет, экзамен
72
12
10
10
10
зачет, экзамен
72
2
2
Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
5.1.1. Модуль 1. Методы анализа и описания технологических процессов твердотельной
электроники.
Этапы развития и современное состояние технологии материалов и приборов макро-,
микро- и наноэлектроники. Основные процессы технологии электронной компонентной
базы. Классификация полупроводниковых приборов и ИС. Технологические схемы
процессов изготовления полупроводниковых приборов и ИС; структура комплексов
технологических процессов.
5.1.2. Модуль 2. Принципы исследования и моделирования технологических процессов.
Принцип исследования и моделирования технологических процессов. Принципы
анализа технологических процессов. Технологическое обеспечение надежности изделий и
контроль качества технологического процесса. Требования к чистоте воздушной среды и
климатическим параметрам. Основные положения электронной гигиены.
5.1.3. Общие принципы термодинамического управления равновесными и
неравновесными процессами.
Общие принципы термодинамического управления равновесными и неравновесными
процессами. Управление структурными равновесиями и дефектообразованием в кристаллах.
Управление фазовыми и химическими равновесиями
в технологических процессах
электроники. Управление диффузионными и кинетическими и кинетическими явлениями в
3
технологических процессах электроники. Управление свойствами поверхности, межфазными
взаимодействиями и формированием нанообъектов.
5.1.4. Модуль 4. Физико-химические основы технологических процессов и контроля
Физико-технологические
основы
формирования
эпитаксиальных
слоев,
многоуровневой металлизации, легирования и осаждения диэлектрических слоев.
Физические основы функционального контроля элементов электронной компонентной базы.
6.
Лабораторный практикум
Не предусмотрен.
7.
Практические занятия (семинары)
Тематика практических занятий соответствует тематике лекционного курса. На
практических занятиях производится разбор технологий формирования структур ИМС с
акцентированием внимания на особенностях реализации отдельных технологических
операций. Практические занятия по данной дисциплине проводятся в виде семинаров,
предусматривающих обсуждение современного состояния и перспектив развития и
применения вакуумно-плазменных процессов и технологий в производстве изделий
твердотельной электроники, проведение деловых игр по выбору оптимальных составов
газовых сред, типов оборудования и режимов проведения процесса, обеспечивающего
заданный результат.
8.
Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты или работы данной дисциплине не предусмотрены.
9.
Образовательные технологии и методические рекомендации по организации
изучения дисциплины
Чтение лекций по данной дисциплине проводится с использованием
мультимедийных презентаций. Слайд-конспект курса лекций включает более 400 слайдов.
Презентация позволяет преподавателю четко структурировать материал лекции, экономить
время, затрачиваемое на рисование на доске схем, написание формул и других сложных
объектов, что дает возможность увеличить объем излагаемого материала. Кроме того,
презентация позволяет очень хорошо иллюстрировать лекцию не только схемами и
рисунками которые есть в учебном пособии, но и полноцветными фотографиями, рисунками,
портретами ученых и т.д. Электронная презентация позволяет отобразить физические и
химические процессы в динамике, что позволяет улучшить восприятие материала.
Студентам предоставляется возможность копирования презентаций для самоподготовки и
подготовки к экзамену.
Поскольку лекции читаются для одной группы студентов (10 – 15 чел.)
непосредственно в аудитории контролируется усвоение материала основной массой
студентов путем тестирования по отдельным модулям дисциплины.
При работе в малоконтингентной группе, сформированной из достаточно успешных
студентов, целесообразно использовать диалоговую форму ведения лекций с использованием
элементов практических занятий, постановкой и решением проблемных задач и т.д. В рамках
лекционных занятий можно заслушать и обсудить подготовленные студентами рефераты.
При проведении практических занятий не менее 1 часа из двух (50% времени)
отводится на самостоятельное решение задач. Практические занятия целесообразно строить
следующим образом:
Вводная преподавателя (цели занятия). Постановка технологической проблемы.
Беглый опрос.
Самостоятельный поиск путей решения поставленной задачи.
Разбор типовых ошибок при решении (в конце текущего занятия).
По результатам самостоятельного решения задач следует выставлять по каждому
занятию оценку.
По материалам модуля или раздела целесообразно выдавать студенту домашнее
задание и на последнем практическом занятии по разделу или модулю подвести итоги его
4
изучения (например, провести контрольную работу в целом по модулю), обсудить оценки
каждого студента, выдать дополнительные задания тем студентам, которые хотят повысить
оценку за текущую работу.
При организации внеаудиторной самостоятельной работы по дисциплине
преподавателю рекомендуется использовать следующие ее формы:
 подготовка и написание рефератов, докладов, очерков и других письменных работ на
заданные темы.
 выполнение домашних заданий разнообразного характера. Это - решение задач;
подбор и изучение литературных источников; подбор иллюстративного и описательного
материала по отдельным разделам курса в сети Интернет.
 выполнение индивидуальных заданий, направленных на развитие у студентов
самостоятельности и инициативы. Индивидуальное задание может получать как каждый
студент, так и часть студентов группы;
10.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Всего по текущей работе студент может набрать 50 баллов, в том числе:
- работа в рамках практических занятий – 20 баллов;
- контрольные (тестовые) работы по каждому модулю – всего 20 баллов;
- реферат –10 баллов.
Зачет проставляется автоматически, если студент набрал по текущей работе не менее 26
баллов. Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет
половину от максимального.
Итоговый экзамен по дисциплине
- письменный экзамен, который проводится по вопросам, приводимым ниже.
Экзаменационный билет включает два вопроса. Ответ на каждый вопрос оценивается из 20
баллов.
- беседа с преподавателем по отдельным вопросам курса в целом. Способность
студента ориентироваться в структуре курса и умение сопоставлять знания из различных
разделов дисциплины оценивает максимум в 10 баллов.
Результат экзамена (максимум 50 баллов) определяется как сумма письменной и
устной частей.
11.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Королев М.А., Крупкина Т.Ю., Ревелева М.А. Технология, конструкции и
методы моделирования кремниевых интегральных микросхем. М.: Бином.
Лаборатория знаний, 2009. Т.1
2. Королев М.А., Крупкина Т.Ю., Ревелева М.А. Технология, конструкции и
методы моделирования кремниевых интегральных микросхем. М.: Бином.
Лаборатория знаний, 2009. Т.2
3. Шутов Д.А. Технологии производства основных типов интегральных схем:
учебное пособие. – Иваново: Иван. гос. хим.–технол. ун-т., 2010..
4. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и
микропроцессоров: учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1987.
5. Берлин Е.В., Сейдман Л.А. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной
технологии. – М.: Техносфера, 2010.
б) дополнительная литература:
6. Панфилов Ю.В., Рябов В.Т., Цветков Ю.Б. Оборудование производства
интегральных микросхем и промышленные роботы: учебник для техникумов. –
М.: Радио и связь, 1988.
5
7. Масленников П.Н., Лавреньтьев К.А., А.Д. Гингис и др. Оборудование
полупроводникового производства. – М.: Радио и связь, 1981.
8. Попов В.Ф., Горин Ю.Н. Процессы и установки электронно-лучевой технологии.
– М.: Высшая школа, 1988.
12.
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Лекции по дисциплине проводятся в аудитории, оснащенной видеопроектором.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки .
Автор _________________________
(Шутов Д.А.)
Заведующий кафедрой ___________ (Светцов В.И.)
Рецензент (ы) ___________________
(подпись, ФИО)
Программа одобрена на заседании научно-методического совета факультета неорганической
химии и технологии ИГХТУ от «_____» ________ 201__ года, протокол № ____.
Председатель НМС
_______________ (ФИО)
6