МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ПРОГРАММА
вступительных экзаменов
в магистратуру
210100 “ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА”
Профилирующая дисциплина
“Физика полупроводниковых приборов и интегральных схем”
Классификация интегральных схем по элементной базе, полупроводниковому материалу, технологии и схемотопологическим решениям. Основные базовые элементы и компоненты полупроводниковых интегральных схем.
Общие положения математической формулировки задач моделирования физических процессов в элементах интегральных схем. Фундаментальные уравнения физических процессов в объеме полупроводниковой структуры. Кинетическое уравнение Больцмана, основные приближения и допущения в моделях элементов ИС. Представление о физикотопологическом и схемотехническом уровнях моделирования ИС.
Элементы биполярных ИС, структурные и топологические варианты реализации элементов. Физические процессы в транзисторных структурах. Электрические модели биполярного транзистора.
Интегральные соотношения для зарядов в биполярном транзисторе. Зарядоуправляемая модель. Параметры модели Гуммеля-Пуна для интегрального биполярного транзистора.
Описание эффектов высокого уровня инжекции, эффекта Эрли в зарядоуправляемой модели транзистора. Передаточная характеристика при низком и высоком уровнях инжекции в областях транзисторной структуры. Время пролета носителей через базу при произвольном профиле легирования базы и уровне инжекции. Эффект Вебстера в биполярном интегральном транзисторе.
Эффекты высокого уровня инжекции в коллекторе. Эффекты квазинасыщения, Кирка. Эффекты сильного легирования. Обобщенное выражение для токов и коэффициента передачи тока интегральных биполярных транзисторов. Многоэмиттерный интегральный транзистор, коэффициент передачи по току в инверсном режиме и способы его регулирования. Модели сопротивления базы интегрального транзистора. Интегральные транзисторы с диодом Шоттки, латеральные транзисторы (с боковой инжекцией) , транзисторы с инжекционным питанием.
Пассивные элементы биполярных интегральных схем - резисторы, конденсаторы и индуктивности. Физические процессы, конструкции и модели. Методы расчета и проектирования. Паразитные явления в пассивных элементах ИС. Транзисторы, диоды, стабилитроны. Модели биполярных элементов и представления о методах идентификации параметров. Методы проектирования элементов биполярных ИС.
Новые физические проблемы описания физических процессов и моделирования элементов биполярных ИС. Параметры и характеристики субмикронных транзисторов.
ИС на основе полевых транзисторов с управляющим p-n переходом. Модель полевого транзистора с произвольным профилем легирования канала.
Особенности ИС на основе GaAs. Барьер Шоттки. Инжекция неосновных носителей. Полевые транзисторы с гетеропереходами. Основные типы конструкций. Нелинейные резисторы в ИС на основе GaAs.
Особенности полевых транзисторов на основе широкозонных полупроводников (GaAs, SiC, AlGaN) по сравнению с транзисторами на основе кремния (Si). Модель двух областей, модель с полностью насыщенной скоростью.
Элементы ИС с МОП - структурой. Полевые транзисторы для МОП ИС. Модель МДП транзистора. Подпороговые характеристики МДП транзисторов. Эффекты сильного поля в канале МДП транзисторов. Короткоканальные эффекты в МДП транзисторах. Подпороговые токи, эффект модуляции барьера истока стоковым напряжением, изменение порогового напряжения. Умножение носителей и зарядка окисла в МДП транзисторах. Инжекционный пробой. Эффект “защелки“ (тиристорный эффект) в КМОП ИС, методы его подавления. Масштабная миниатюризация в МДП ИС и ее пределы. Эффекты горячих носителей в короткоканальных МДП приборах и методы подавления этих эффектов.
Физика элементов статической памяти на основе структур металл-диэлектрик1-(диэлектрик2)-полупроводник. Элементы памяти с лавинной инжекцией заряда. Элементы памяти с двухслойным диэлектриком.
Литература
1. ,,Чарыков приборы: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
1. , Харитонов моделирование элементов интегральных схем. / Под ред. . - Мн.: Высшая школа. 1990.
2. Физика силовых биполярных и полевых транзисторов. - Л.: Энергоатомиздат, 1986.
3. Бубенников интегральных микротехнологий, приборов и схем. М.: Высшая школа, 1989.
4. , Стафеев полупроводниковых приборов. - М.: Радио и связь, 1990.
5. Воронин полупроводниковые ключи. - М.: Изд-во "Додека", 2001.
6. , , Мнацаканов и автоматизация проектирования силовых полупроводниковых приборов. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
7. , Дерменжи полупроводниковые приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1981.
8. Зи полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984.
9. Каталог по использованию транзисторов со статической индукцией в корпусном и бескорпусном исполнении / , , - М.: Контакт, 1990.
10. ,,Юдин приборы и основы их проектирования. - М.: Радио и связь, 1983.
11. Элементы интегральных схем. М.: Мир, 1989.
12. Физика быстродействующих транзисторов. Вильнюс: Москлас, 1989.
13. Степаненко микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. - М.: Лаборатория Базовых знаний. 20с.
14. Расчет и проектирование тиристоров / Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
15. , Грехов принципы коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами. - Л.: Наука, 1988.
16. Электроника ультрабольших интегральных схем. - М.: Мир, 1991.
17. , Чарыков на ЭВМ полупроводниковых диодов. Учебное пособие по курсу "Физика полупроводниковых приборов". - М.: МЭИ, 1985.
18. Физика полупроводниковых приборов. - М.: Мир, 1992.
19. Разевиг схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат Design Center (PSpice). - М.: СК Пресс, 1996.
20. Разевиг схемотехнического моделирования Micro-Cap V. - М.: "Солон", 1997.
Директор ИРЭ МЭИ (ТУ)
