litceysel.ru
добавить свой файл
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ





ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ПОДГОТОВКИ

ДИПЛОМИРОВАННЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ


200100 «ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА»


Таганрог 2005

Программа составлена на основе Примерной программы государственного экзамена по направлению подготовки дипломированных специалистов 654100 «Электроника и микроэлектроника», рекомендуемой Учебно-методическим советом по направлению 654100.

Составили: Авдеев С.П., Агеев О.А., Блинов Ю.Ф., Джуплин В.Н., Негоденко О.Н., Петросян А.В., Светличный А.М., Сеченов Д.А.,

Редакторы: Иванцов В.В., Светличный А.М.

В основу программы положены дисциплины блока общепрофес­сиональных дисциплин направления (ОПД)

- Материалы и элементы электронной техники.

- Вакуумная и плазменная электроника.

- Твердотельная электроника.

- Микроэлектроника.

- Квантовая и оптическая электроника,

а также дисциплины блоков специальных дисциплин (СД)

Содержание программы.

Раздел 1. Программа государственного экзамена по дисциплинам блока ОПД:

1.1. Материалы и элементы электронной техники

  1. Виды поляризации диэлектриков.

  2. Виды диэлектрических потерь, пробой диэлектриков.

  3. Неполярные высокочастотные полимеры.

  4. Полярные высокочастотные термопластичные полимеры.


  5. Неорганические стекла, керамика.

  6. Полупроводниковые материалы.

  7. Получение и строение ферритов.

  8. Общие магнитные свойства ферритов.

  9. Общие электрические свойства ферритов.

  10. Силовые трансформаторы.

  11. Широкополосные трансформаторы.

  12. Им1пульсные трансформаторы.

  13. Расчет индуктивности и добротности катушек.

  14. Основные характеристики ВШП на ПАВ, элементы акустического тракта.

  15. Устройства задержки, фильтра и резонаторы на ПАВ.

Рекомендуемая литература:

  1. Харин А.Н., Дьякова А.П. Материалы электронной техники, 1977 (№212).

  2. Негоденко О.Н. и др. Магнитные материалы, 1993 (№1388).

  3. Негоденко О.Н., Пономарев М.Т. Электроэлементы РЭА и ЭВА, 1977 (№211).

  4. Негоденко О.Н., Пономарев М.Т. Электроэлементы РЭА и ЭВА, 1979 (№298).

  5. Негоденко О.Н., Сухоруков А.И. проектирование акустических устройств задержки и фильтрации сигналов, 1987 (№1383).

1.2. Вакуумная и плазменная электроника

  1. Классификация электронных приборов и их применение.

  2. Температурный режим и электропроводность оксидного катода.

  3. Распределение скорости электронов, напряженности поля и плотности пространственного заряда в диоде.

  4. Закон степени трех вторых диода и его применение.

  5. Причины отличия теоретической и экспериментальной анодных характеристик диода.

  6. Физические процессы в триоде и принцип его действия.

  7. Анодные, анодно-сеточные, сеточные и сеточно-анодные характеристики триода.

  8. Режимы А,В,С работы триодов.

  9. Лучевой тетрод.

  10. Пентод - устройство, принцип действия, закон степени трех вторых.
  11. Процессы в ионных устройствах. Классификация ионных приборов.


  12. Свойства газовой среды в ионных приборах.

  13. Газотрон дугового разряда. Устройство и принцип действия

  14. Характеристики газотронов.

  15. Тиратрон. Устройство и принцип действия.

  16. Характеристики тиратрона.

Рекомендуемая литература:

  1. Дулин В. Н. Электронные приборы. –М.: “Энергия”, 1977

  2. Батушев В. А. Электронные приборы –М.: “Высшая Школа”, 1969

  3. Джуплин В. Н. Газоразрядная техника. –Таганрог: ТРТИ, 1988

  4. Коганов И.Л. Ионные приборы. -–М.: Энергия, 1972

  5. Кацман Ю. А. Электронные лампы –М.: “Высшая Школа”, 1979,

  6. Клейнер Э. Ю. Основы теории электронных ламп –М.: “Высшая Школа”, 1974

  7. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. –М.: Наука, 1987

  8. Голант В.Е. Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы. –М.: Атомиздат, 1977

1.3. Твердотельная электроника

  1. Контактные явления в полупроводниках.

  2. Полупроводниковые диоды.

  3. Биполярные транзисторы.

  4. Тиристоры.

  5. МДП – транзисторы.

  6. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом.

  7. Полупроводниковые излучатели и фотоприемники.

  8. Полупроводниковые резисторы и преобразователи.

  9. Приборы с зарядовой связью.

  10. Функциональные полупроводниковые устройства.

  11. Особенности работы биполярных транзисторов в ключевом и аналоговом режимах.

  12. Гетеропереходы.

Рекомендуемая литература:

  1. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы (учебник для вузов, 5-ое изд.) СПб. : Лань, 2001.

  2. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. -М., Мир, 1984.

  3. Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. -М.:, Энерго­атомиздат, 1983.

1.4. Микроэлектроника


  1. Фотолюминесценция, зонная модель ее процессов.

  2. Предпробойная люминесценция, кинетика ее туннельных и ударных переходов.

  3. Электролюминесцентный конденсатор – свечение и физические процессы в нем.

  4. Инжекционная люминесценция светодиода.

  5. Квантовый выход люминесценции светодиода и методы достижения его наибольшей величины.

  6. Конструкции, направленность свечения и характеристики светодиодов.

  7. Спонтанные и вынужденные энергетические переходы в лазерных квантовых системах.

  8. Чем определяется ширина спектральной линии излучения квантовых систем?

  9. Устройство лазерного генератора и как в нем работает оптическая обратная связь?

  10. Почему генерированные в активном слое лазера фотоны не поглощаются в нем?

  11. Устройство лазера с p-n переходом и физические явления при его зажигании.

  12. Преобразование спектрального, суперлюминесцентного и лазерного типа излучения при зажигании полупроводникового лазерного диода.

  13. Почему при наступлении лазерного излучения в ППЛ полностью прекращается спонтанное?

  14. Резонансный объем полупроводникового лазера и его роль в формировании когерентного монохроматического излучения.

  15. Свойства гетеропереходов и их роль в работе гетеролазера.

  16. Почему в гетеролазере инверсия населенности достигается при меньшей, чем у лазера с p-n переходом, плотности тока?

Рекомендуемая литература:

  1. Пихтин А.Н. Оптическая квантовая электроника. М., Высшая школа.2001г.

  2. Берг А., Дин П. Светодиоды. М., //Мир, 1979г.

  3. Смирнов А.Т. Квантовая электроника и оптоэлектроника. Минск. ВШ, 1986г.

  4. Байбарадин Ю.В. Основы лазерной техники. Киев, //Высшая школа, 1988г

1.5. Квантовая и оптическая электроника
  1. Принцип работы тепловых приемников излучения и от чего зависит их быстродействие?


  2. Болометр – устройство, принцип действия.

  3. Приемники излучения с внешним фотоэффектом.

  4. Вакуумные и газонаполненные фотоэлементы и их применение.

  5. Приемники излучения с внутренним фотоэффектом – фоторезисторы, фотодиоды.

  6. Оптроны – устройство и принцип действия.

  7. Модуляторы света на основе линейного электрооптического эффекта.

  8. Физические основы работы акустического модулятора света.

  9. Модуляторы Рамана-Ната с объемным акустическим взаимодействием.

  10. Модуляторы типа Брегга и разновидности их конструкций.

  11. Методы ввода акустической волны в акустические модуляторы.

  12. Принцип действия акустического дефлектора по Бреггу.

  13. Интегральнооптический спектроанализатор – устройство и принцип действия.

  14. Принцип работы элементов интегральнооптических приборов.

  15. Основные представления о голограммах (плоских и объемных) и использовании их для накопления информации.

  16. Почему для воспроизведения записи с объемной голограммы ее можно освещать обычным дневным светом, а с плоской голограммы – только светом опорного пучка?

  17. Элементы полупроводниковой лазерной логики и применение их для быстродействующих систем обработки информации.

  18. Оптическая автофокусировка и автотекинг в лазерных звукоснимателях и записывающих системах.

  19. Магнитооптические системы записи считывания информации.

  20. Физические процессы в волокно-оптических системах передачи информации.

Рекомендуемая литература:

  1. Пихтин А.Н. Оптическая и квантовая электроника. М., ВШ. 2001г.

  2. Ярив А., Юх И. Оптические волны в кристаллах. М., Мир. 1987г.

  3. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М., Мир.1979г.
  4. Гауэр Дж. Оптические системы связи. М., Радио и связь. 1989г.


Раздел 2. Программа государственного экзамена по дисциплинам блока СД

2.1. Физика твердого тела.

  1. Трансляционная симметрия кристаллов и их структура.

  2. Типы кристаллических структур.

  3. Колебания решетки с базисом. Понятие фонона.

  4. Дефекты в кристаллах.

  5. Тепловые свойства кристаллов.

  6. Зонная структура твердых тел. Классификация твердых тел.

  7. Статистика носителей заряда в полупроводниках.

  8. Подвижность носителей заряда.

  9. Концентрация носителей заряда в собственном и примесном полупроводниках.

  10. Электропроводность полупроводников.

  11. Неравновесные процессы в полупроводниках.

  12. Время жизни носителей заряда.

  13. Гальвано-магнитные явления в твердых телах.

  14. Термоспектрические явления в твердых телах.

  15. Поверхностные свойства полупроводников.

  16. Оптические свойства кристаллов.

  17. Контактные явления.

  18. P-n-переход.

  19. Эффект Галена.

  20. Сверхпроводимость твердых тел.


Рекомендуемая литература:

  1. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. – М.: Высшая школа, 1995.

  2. Шалимова К.В. Физика полупроводников. – М.: Энергоатом. издат., 1985.

  3. Блэкмор Дж. Физика твердого тела (тю1,2). – М.: Мир, 1988.

  4. Бонч-Бруевич В.А., Калашников С.Г. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1977.

2.2. Физическая химия материалов и процессов электронной техники.

  1. Классификация физико-химических процессов в микроэлектронике, кинетический и термодинамический анализ процессов.
  2. Термодинамика поверхностных процессов. (понятие поверхностного натяжения; свободная энергия поверхности; зависимость поверхностного натяжения от температуры; понятие смачивания).


  3. Адсорбционные процессы на поверхности твердых тел. (понятия адсорбции, хемосорбции; адсорбционное уравнение Гиббса).

  4. Энергия взаимодействия атомных частиц с поверхностью твердого тела (ориентационный, индукционный дисперсионный эффекты; энергия взаимодействия адсорбированных частиц с поверхностью).

  5. Термодинамика поверхностных реакций (константа равновесия; изотермы адсорбции Лэнгмюра и Фрейндлиха).

  6. Механизм зародышеобразования и роста новой фазы (термодинамическая теория Гиббса-Фольмера; модели гомогенного и гетерогенного зародышеобразования).

  7. Влияние технологических факторов зарождения новой фазы на структуру плёнок.

  8. Механизм роста плёнок. Эпитаксия (кинетическая теория зародышеобразования Френкеля-Родина, понятие двумерного пара (газа)).

  9. Процесс химического осаждения вещества (кинетика процесса, скорость химического осаждения, технологические факторы, влияющие на скорость процесса).

  10. Электрохимическое осаждение вещества (механизм процесса, понятия электрохимической и концентрационной поляризации).

  11. Растворение твёрдых тел. Процесс химического травления (кинетика процесса, механизмы растворения по Мюллеру и Френкелю, диффузионная и реакционная кинетика растворения, полирующее и селективное травление).

  12. Образование и отжиг радиационных дефектов.

Рекомендуемая литература:

  1. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Высш. школа, 1987. - 376 с.

  2. Чистяков Ю.Д., Райнова Ю.П. Физико-химические основы технологии микроэлектроники. - М.: Металлургия, 1979. - 408 с.

  3. Ормонт Б.Ф. Ведение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. - М.: Высш. школа, 1973. - 655 с.

2.3. Технология материалов электронной техники.
  1. Построение технологического процесса. Основные характеристики производства.


  2. Технологическая документация. Стадии разработки документов по ЕСТД.

  3. Система обозначения ТД. Объекты производства.

  4. Классификация загрязнений и их источников. Чистые и особо чистые помещения.

  5. Понятие о чистом веществе.

  6. Классификация высокочистых веществ.

  7. Общая характеристика и классификация методов очистки.

  8. Механизмы очистки веществ сорбцией.

  9. Механизм очистки вещества хроматографией и основные методы жидкостно-адсорбционной хроматографии.

  10. Механизмы очистки веществ экстракцией.

  11. Сублимационный метод очистки материалов.

  12. Метод очистки материалов дистилляцией.

  13. Типы химических транспортных реакций.

  14. Сущность процесса очистки при кристаллизации из расплава.

  15. Технологические середы и их очистка.

  16. Классификация методов очистки поверхности.

  17. Обезжиривание в органических растворителях.

  18. Химическое травление, полирование.

  19. Финишная очистка.

  20. Классификация механических методов формообразования элементов ЭТ

Рекомендуемая литература:

1. Авдеев С.П. Технология материалов электронной техники. Конспект лекций

2. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов – М. : Высшая школа, 1990.

3. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Технология материалов электронной техники – М.: МИСИС, 1995.


2.4.Процессы микро- и нанотехнологии.

  1. Схема установки и технология термического вакуумного распыления. Законы Ламберта-Кнудсена. Критическая температура подложки. Применение метода. Виды испарителей. Достоинства и недостатки метода.
  2. Схема установки и технология катодного распыления. Характерные области разряда. Физика процесса распыления. Нормальный и аномальный тлеющий разряд. Применение метода. Достоинства и недостатки катодного распыления.


  3. Влияние давления газа, энергии ионов и расстояния анод-подложка на процесс распыления. Физическое и реактивное катодное распыление.

  4. Схема установки и технология ионно-плазменного распыления. Достоинства и недостатки метода. Применение.

  5. Схема установки и технология высокочастотного распыления в плазме дугового разряда. Достоинства и недостатки метода. Применение.

  6. Модифицированная и В-образная схемы ионно-плазменного распыления. Параметры высокочастотного распыления. Достоинства и недостатки метода.

  7. Ионно-плазменное и жидкостное травление микроструктур. Достоинства и недостатки методов. Применение.

  8. Реактивное ионно-химическое и плазмохимическое травление микроструктур. Достоинства и недостатки методов. Применение.

  9. Технологический процесс контактной фотолитографии. Негативные и позитивные фоторезисты. Требования к фоторезистам. Факторы влияющие на точность фотолитографии.

  10. Проекционная и рентгеновская литографии. Схемы методов. Достоинства и недостатки методов.

  11. Электронно-лучевая растровая и электронно-лучевая проекционная литографии. Технология изготовления шаблонов для электронно-лучевой проекционной литографии. Достоинства и недостатки методов.

  12. Схемы методов и технология окисления в сухом и влажном кислороде. Механизм окисления. Применение.

  13. Окисление в парах воды и под давлением. Схемы и технология методов. Влияние технологических факторов на скорость окисления. Достоинства и недостатки методаов. Применение.

  14. Механизмы и законы диффузии. Коэффициент диффузии. Диффузия из неограниченного источника примесей. Распределение примесей при загонке.

  15. Диффузия из неограниченного источника примесей. Распределение примесей при разгонке. Технологические процессы и методы диффузии. Типы диффузантов.
  16. Схема установки и технология ионного легирования. Распределение примеси при загонке и разгонке. Эффект каналирования. Достоинства и недостатки метода. Применение.


  17. Методы эпитаксиального наращивания полупроводников. Прямая и обратная эпитаксия. Авто- и гетероэпитаксия. Установка и технология эпитаксиального наращивания с горизонтальным реактором. Достоинства и недостатки метода.

  18. Сборка микросхем в корпусе. Герметизация холодной сваркой, пайкой, электронно-лучевой, аргонно-дуговой, микроплазменной и лазерной сваркой, пластмассами, методами свободной заливки. Особенности методов.

  19. Методы изоляции микросхем. Маршрут изготовления ИМС с изоляцией p-n переходов. Достоинства и недостатки метода.

  20. Маршрут изготовления ИМС с комбинированной изоляцией методом “изопланар”. Достоинства и недостатки метода.

Рекомендуемая литература:

  1. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Уч. пос. – М.: Высш. шк., 1986.

  2. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. Учебник для вузов, 1989.

  3. Парфенов О.Д. Технология микросхем, 1986.

2.5. Методы исследования материалов и структур электроники.

  1. Измерения и их погрешности. Характеристики случайных распределений. Доверительная вероятность и доверительный интервал.

  2. Определение удельного сопротивления материалов двух и четырехзондовым методами, методом сопротивления растекания и методом Ван-дер-Пау.

  3. Эффект Холла и магниторезистивный эффект. Определение концентрации и подвижности носителей заряда методами, основанными на эффекте Холла.

  4. Измерение дрейфовой подвижности неосновных носителей заряда. Измерение времени жизни носителей заряда методом модуляции проводимости.

  5. Транспорт носителей заряда. Механизмы рассеяния носителей заряда. Туннелирование носителей заряда через потенциальный барьер.
  6. Оптические методы определения коэффициента диффузии, диффузионной длины, скорости поверхностной рекомбинации и времени жизни (метод светового зонда и движущегося светового луча).


  7. Интерференция света. Оборудование для измерения толщины слоев методами интерферометрии. Интерферометр Майкельсона.

  8. Характеристики поляризации монохромного излучения. Плоскость поляризации, разность фаз. Линейная и круговая поляризация. Коэффициенты отражения Френеля. Многослойные среды.

  9. Основные уравнения элипсометрии. Обратная задача элипсометрии. Элипсометры. Структура, характеристики, параметры, разрешение.

  10. Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Конструкция СТМ.

  11. Режимы работы СТМ, достоинства и недостатки.

  12. Спектроскопия поверхности в СТМ. Чувствительность и разрешение.

  13. Принцип работы атомно-силового микроскопа (АСМ). Свойства поверхности в атомно-силовой микроскопии.

  14. Контактный и полуконтактный методы исследования поверхности. Метод фазового контраста в АСМ.

  15. Взаимодействие электронов с твердым телом. Упругое, неупругое рассеяние. Вторичные электроны. Распределение по энергиям.

  16. Принцип получения изображения в растровом электронном микроскопе, разрешение. Структура оборудования для РЭМ. Достоинства, недостатки РЭМ.

  17. Принцип работы, структура, характеристики просвечивающих РЭМ (ПРЭМ). Разрешение ПРЭМ. Методы получения изображения в ПРЭМ.

  18. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). Оборудование, источники излучения, электронные спектрометры.

  19. Оже-электронная спектроскопия (ОЭС). Методики ОЭС. Количественный анализ, получение профилей концентрации.

  20. Вторично-ионая масс-спектрометрия (ВИМС). Спектры ВИМС. Анализ распределения элементов по глубина.

Рекомендуемая литература:

1.Бублик В.Т., Дубровина А.Н. Методы исследования структуры полупроводников и металлов. – М.: Высшая школа, 1987 г., 272 с.

2.Бублик В.Т., Дубровина А.Н. Сборник задач и упражнений по курсу “Методы исследования структур”. - М.: Высшая школа, 1988 г., 190 с.


3.Павлов Л.И. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов.- М.: Высшая школа, 1987 г., 239 с.

4.Фелдман Л., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. – М.: Мир, 1989 г.

5.Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. - М.: Мир, 1989 г.

2.6. Микросхемотехника.


  1. Логические функции, способы их представления: алгеброическое, табличное, графическое.

  2. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма представления логических функций.

  3. Минимизация логических функций с помощью карт Карно.

  4. Основные типы триггеров, асинхронный и синхронный режимы их работы.

  5. Шифраторы и дешифраторы. Назначение, основные типы, принцип действия.

  6. Мультиплексоры и демультиплексоры. Назначение, принцип действия.

  7. Цифровые счетчики, классификация, назначение, принцип действия.

  8. Структурное проектирование цифровых счетчиков.

  9. Регистры. Классификация, назначение, принцип действия.

  10. Сумматоры. Классификация, назначение, принцип действия.

  11. Передаточная характеристика логического элемента и его основные статические параметры.

  12. Базовый логический элемент серии К555, электрическая схема, принцип работы.

  13. Физическая структура, топология и принцип действия элементов интегрально-инжекционной логики.

  14. Логические элементы на комплементарных МДП-транзисторах; электрические схемы, принцип действия.

  15. Принцип работы логического элемента со связанными эмиттерами на примере серии 500.

Рекомендуемая литература:

1.Т.Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учебн. пособие /под ред. И.П. Степаненко- М.: Радио и связь, К82-416с.:ил.

2.Преснухин Л.Н., Воробьев Н.Б., Джкевич А.А. Расчет элементов цифровых устройств: Учебн. пособие/ Под ред. Л.Н. Преснухина. - М.: Высш. школа, 1982-384., ил.

3.Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника: Учебн. пособие. - М.: Радио и связь, 1967.-192 с.: ил.


Зав. кафедрой ТМиНА А.М. Светличный