Якутенков. Рабочая программа ФОМН

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