Скачати 160.45 Kb.
|
Міністерство освіти і науки, молоді і спорту УкраїниЧернівецький національний університет імені Юрія Федьковича „ЗАТВЕРДЖУЮ”Ректор ЧНУ імені Юрія Федьковича _________________ С. В. Мельничук “_____” _________________ 2012р. ПРОГРАМА фахового іспиту для вступників на освітньо-кваліфікаційний рівень „спеціаліст” (повна форма навчання) галузь знань 0508 - Електроніка спеціальність 7.05080101 - Мікро- та наноелектронні прилади і пристрої Схвалено Вченою радою фізичного факультету Протокол № __ від „ ” січня_ 2012 р. Голова Вченої ради проф. Гуцул І.В. Чернівці 2012 ^ на здобуття кваліфікаційного рівня „Спеціаліст”. Спеціальність: 7.050801 Мікро- та наноелектронні прилади і пристрої. Кафедра фізики напівпровідників і наноструктур. “Технологія напівпровідникових приладів та інтегральних мікросхем" Обробка напівпровідникових матеріалів Кристалографічна орієнтація напівпровідникових пластин. Різка. Шліфування. Полірування. Якість приповерхневого шару після механічної обробки. Види забруднень напівпровідникових підкладок. Механізм процесу травлення. Способи травлення і промивання. Електрохімічна обробка поверхні. Осадження гальванічних покриттів. Іонно-плазмова обробка підкладок. Плазмохімічна обробка підкладок. Скрайбування напівпровідникових пластин. Контроль якості кристалічних пластин після обробки. ^ Фізичні основи процесу дифузії. Закони дифузії. Розподіл домішок при дифузії. Дифузія в планарній технології. Техніка проведення процесів дифузії. Дифузія і електроперенос. Основні дифузанти. Аномалії розподілу домішок і дефектів в дифузійних шарах. Фізико-металургійні основи утворення сплавленого р-п-переходу. Технологія отримання сплавлених структур. Розрахунки при сплавлюванні. Дефекти, які виникають в р-п-переходах при сплавлюванні. Контроль якості сплавлених р-п-переходів. ^ плівкових елементів ІС Вакуумтермічна технологія тонкоплівкових резисторних, конденсаторних і RC-структур. Одержання якисного рисунку тонкоплівкових интегральних схем. Трафарети. Реактивне розпилення як технологічний метод газового легування. Плазмове і електролітичне оксидування. Технологічні причини дефектів танталових тонкоплівкових конденсаторів. Катодне розпилення матеріалів. Технологічні особливості іонно-плазмового розпилення. ^ Основні принципи фотолітографії. Фоторезисти. Фотошаблони і способи їх отримання. Фотолітографічний процес, конструкція апаратури. Проекційна оптична фотолітографія. Безшаблонна лінзоворастрова фотолітографія. Виготовлення металевих масок. Технологічне обладнання для фотолітографії. Коордінатографи. Установки для репродуцірування і мультиплікації. ^ Основні методи епітаксійного осадження: рідинно-фазна епітаксія, епітаксія із газової фази, молекулярно-променева епітаксія. Технологічні особливості епітаксії Si та Ge. Реактори вертикального і горизонтального типів. Гетероепітаксія Si на сапфірі (КНС-технологія) та на шпінелі. Легування епітаксійних структур. Растрова електронна мікроскопія для контролю якості епішарів. Методи зменшення дефектів невідповідності в гетероструктурах. "Технологія і фізика тонких плівок" Апаратура вакуумної техніки Будова вакуумних систем для виготовлення плівок. Техніка вимірювання вакууму. Довжина вільного пробігу молекул газу. Рівноважний тиск пари. Вплив складу газового середовища, на структуру плівок. Вимірювання вакууму. Газоаналізатори. ^ Процеси випаровування і конденсації. Швидкість випаровування. Закони випаровування. Термічне напилення. Особливості методу термічного напилення. Випаровування сполук та сплавів. Конструкції випаровувачів та вимоги до них. Вимоги до матеріалів для випаровувачів. Катодне розпилення. Магнетронне та електронно-променеве розпилення. Вплив умов формування на характеристики плівок. Практична реалізація методів. "Фізика напівпровідників і діелектриків" Основи зонної теорії напівпровідників і діелектриків Зонне наближення. Теорема Блоха. Рівняння Шредінгера для електрона в періодичному полі кристалу. Хвильова функція електрона в кристалі. Хвильовий вектор. Метод сильно та слабозв’язаних електронів. Механізм формування енергетичних зон в кристалічних твердих тілах. Зони Бріллюена. Метали, напівметали, напівпровідники, діелектрики з точки зору зонної теорії. ^ Розподіл квантових станів в зонах та на локальних рівнях електронів. Функція розподілу Фермі-Дірака. Концентрація електронів і дірок в зонах напівпровідника. Невироджені та сильновироджені напівпровідники. Положення рівня Фермі в невиродженому та виродженому напівпровіднику. Рівняння електронейтральності. Температурна залежність концентрації носіїв у власному та домішковому напівпровідниках. Закон діючих мас. ^ Дифузія і дрейф носіїв заряду в напівпровідниках. Дифузійні рівняння. Питома електропровідність та рухливість носіїв заряду в напівпровідниках. Температурна залежність рухливості носіїв заряду для основних механізмів розсіювання. Ефект Холла в напівпровідниках. Виникнення поля Холла та ерсХолла в напівпровіднику з одним та двома типами носіїв заряду. Визначення параметрів напівпровідника за допомогою дослідження ефекту Холла та електропровідності. ^ Квантовий розмірний ефект і густина станів. Квантування енергетичних станів електронів і дірок. Вплив поверхні на електрофізичні явища в напівпровідниках. Розмірні ефекти в тонких напівпровідникових кристалах. Поняття про надгратки. Напівпровідникові матеріали для квантових ям і надграток. Основні властивості та застосування квантових розмірних структур. “Твердотільна електроніка” Електронно-дірковий (p-n) - перехід Електронно-дірковий перехід. Утворення і параметри електронно-діркових переходів. Енергетична діаграма p-n переходу у рівноважному стані. Контактна різниця потенціалів. Робота p-n переходу при зовнішньому зміщенні. Енергетичні діаграми. Типи p-n переходів: симетричні, несиметричні, лінійні. Вольт-амперна характеристика ідеального p-n – переходу. ^ Тунельний діод. Енергетичні діаграми та ВАХ. Параметри тунельних діодів. Гетеропереходи і бар’єр Шотткі. Напівпровідникові діоди. Лавинно-перелітні діоди. Нелінійні елементи. Стабілітрони, принцип роботи, параметри. Біполярний транзистор. Структура, основні режими роботи і характеристики. Фізичні принципи роботи транзисторів і тиристорів. Біполярні транзистори. Польові транзистори з p-n переходом. Провідний канал. Характеристики і параметри. “Схемотехніка” Аналогова схемотехніка Загальна характеристика пристроїв підсилення. Підсилювачі напруги, струму, потужності. Частотні характеристики підсилювачів. Зворотній зв’язок в підсилювачах. Види зворотнього зв’язку. Вплив зворотнього зв’язку на характеристики підсилювачів. Використання біполярного транзистора для підсилення електричних коливань. Графоаналітичний розрахунок режимів підсилення в схемі з ЗЕ. Схема з емітерною стабілізацією робочої точки. Схеми заміщення підсилювача на БТ з загальним емітером при різних частотах. Підсилювач на БТ з загальним колектором (емітерний повторювач). Підсилювач БТ з загальною базою. Диференційний підсилювач. ^ Електронні ключї. Дїодно-транзисторні і транзиторно-транзисторні логічні елементи Елементи емітерно-зв’язаної логіки. Елементи інтегральної інжекційної логіки. Логічні елементи на МДП-транзисторах. Перетворювачі кодів, шифратори, дешифратори їх синтез. Цифрофі дешифратори. Мультиплексори і демультиплексори. Комбінаційні пристрої зсуву. Реалізація логічних функцій на мультиплаксорах. Комбінаційні (алгебраїчні) суматори. Двійковий віднімач. Тригери - загальна схема. Синхронні і асинхронні RS-, D-, JK-, T- тригери. MS-тригери. Регістри. Послідовні та паралельні регістри. Регістри зсуву. Лічильники на основі регістрів. Асинхронні і синхронні лічильники. Лічильник поділювач часу. Двійково-десятково лічильники. Лічильник з керованим коефіцієнтом рахування. Реверсивні лічильники. Пристої пам’яті на біполярних та МДП-транзисторах. Вузли пристроїв оператавної та постійної памяті. ^ Визначення та призначення МП. Класифікація МП за: складом і кількістю ІМ; способом керування; типом архітектури; системою команд. Магістральні, матричні, конвеєрні, радіальні кільцеві МП системи. Обґрунтування при виборі і використанні МП для побудови систем. АЛУ – будова, принцип функціонування. Одно- та двохадресний процесор. Призначення та функціонування регістрів: ознак; загального призначення; стану; десяткової корекції. Буферні регістри. “Квантова електроніка” Фізика процесів взаємодії квантової системи з електромагнітним полем Взаємодія квантової системи з електромагнітним полем. Спонтанні та вимушені квантові переходи. Коефіцієнти Ейнштейна та їх фізичний зміст. Ширина і форма спектральних ліній випромінювання. Квантові підсилювачі, основні їх характеристики. Генерація оптичного випромінювання. ^ Принцип дії квантових приладів. Активні квантові речовини. Методи інвертування заселеності. Оптичні резонатори. Будова та характеристики квантових приладів. Квантові підсилювачі та імпульсні генератори. Твердотільні, газові та хімічні лазери. Напівпровідникові лазери. ^ Лазерні дальноміри і гіроскопи. Лазерні доплерівські вимірювачі швидкості. Принципи проектування лазерних гіроскопів. Особливості каналу зв’язку. Характеристики оптичного каналу. Лазерний зв’язок та лазерна технологія. Лазери в обчислювальній техніці, медицині та біології. Переваги лазерного зв’язку та лазерної технології. Режими введення випромінювання в зону обробки. Технічні характеристики промислових установок. “Основи наноелектроніки” Електронний газ в низькорозмірних структурах наноелектроніки Залежність енергетичного спектру частки від форми ями і структурних параметрів. Вимірність системи і густина квантових станів. Двовимірні кристали. Далекій порядок і теплові флуктуації. Кристалічні плівки. Кінетичні властивості тонких плівок. Квантовий цілочисловий ефект Холла в двовимірному електронному газі. Енергетичний спектр електронів в магнітному полі. Дробовий квантовий ефект Холла. Балістичні 2D-контакти і квантування їхньої провідності. Одновимірні кристали. Перехід Пайєрлса. Особливості розсіювання одновимірних носіїв заряду. Приклади квазіодновимірних електронних систем. Нульвимірні структури. Поглинання світла квантовими точками. Електронні властивості квантових точок. Застосування їх в наноелектронних приладах. ^ Кулонівська блокада та одноелектронні процеси. Ємність квантової точки. Теоретичні основи одноелектроніки. Реалізація одноелектронних приладів. Одноелектронна комірка пам'яті. Бістабільний логічний елемент. Застосування одноелектронних приладів. Одноелектронні інвертори. Квантовий одноелектронний транзистор. Фільтр для одноелектронних приладів. Вертикальний одноелектронний транзистор. ^ Основні типи напівпровідникових приладних гетероструктур. Лазери з квантовими ямами і точками. Оптичні модулятори. Фоточутливі n-i-p-i-структури. Фотоприймачі на квантових ямах. Лавинні фотодіоди. Гетероструктурні польові транзистори. Cтруктура сучасних нанотранзисторів типу НЕМТ на сполуках А3В5. Резонансно-тунельний транзистор на квантовій точці. Транзистори на “гарячих” електронах. Прилади на основі балістичного транспорту. Інтегральні мікросхеми на гетероструктурних польових транзисторах. Інтегральні мікросхеми на резонансно-тунельних гетероструктурах. Питання
Література
Критерії оцінювання відповідей вступників на освітньо-кваліфікаційний рівень " спеціаліст " (спеціальність 7.05080101 - Мікро- та наноелектронні прилади і пристрої) Під час фахового іспиту абітурієнт одержує три теоретичних питання згідно програми, затвердженої Міністерством освіти і науки України, готує відповіді на кожне питання на протязі відведеного, згідно правил прийому, часу. Після цього члени предметної комісії слухають відповіді кожного абітурієнта. Оцінювання відповідей проводиться за 200-бальною шкалою: (176-200) балів виставляється : а) коли студентом дані вичерпні змістовні відповіді на всі запитання, які поставлені в екзаменаційному білеті; б) коли у відповідях на поставлені в екзаменаційному білеті запитання студент виявив глибоке розуміння фізичного змісту процесів та явищ, про які йдеться в запитаннях і сформулював відповіді своїми словами, а не за механічно завченою з підручника або посібника схемою. (150-175) балів виставляється : а) коли дані правильні відповіді на всі запитання екзаменаційного білета, але в окремих відповідях допущені незначні неточності при формулюванні закономірностей чи у записах аналітичних виразів (формул); б) коли відповіді на поставлені в екзаменаційному білеті питання не досить повні. (124-149) балів виставляється : а) коли відповіді на всі запитання екзаменаційного білета правильні але не повні і становлять не більше 50% відповідного програмового матеріалу; б) коли відповідь студента правильна і становить більше 50% програмового матеріалу, але містить суттєві помилки у формулюванні закономірностей та записах формул. (1-123) бали виставляється : а) коли у відповіді студента наявні грубі помилки, що свідчить про нерозуміння ним фізичного змісту процесів або явищ, про які йдеться у запитаннях екзаменаційного білета; б) коли відповіді студента дуже поверхневі, уривчасті, непослідовні й неточні, та виявляють незнання студентом програмного матеріалу; в) коли студент не відповів на всі запитання екзаменаційного білета. Завідувач кафедри фізики напівпровідників і наноструктур Савчук А.Й. Затверджено Вченою радою фізичного факультету протокол № __ від _ січня_ 2012 р. Голова Вченої ради фізичного факультету Гуцул І.В. |