Рабочая учебная программа

СИБИРСКАЯ АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

УТВЕРЖДАЮ:

Первый проректор

"----"г.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

ПО КУРСУ

МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Для специальности :

Курс - 2

Семестры –3 , 4

Лекции: (объем в час.) - 68

Спецпрактикум –лабораторных работ)

Всего часов – 102

Красноярск, 2002

УДК -----

Рабочая учебная программа по курсу «МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ »

Сост. (разраб.)

САА, 2002 – стр 8 .

Предназначена для студентов специальности дневного обучения. Включает лекционные занятия и спецпрактикум по теме. Программа разработана в соответствии с требованиями СТП 1.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Ознакомить студентов с физико-химическими основами в материаловедении, широко применяемых при изготовлении изделий электронной техники. По характеру и значению электрической проводимости все вещества можно разделить на три класса: металлы, диэлектрики и полупроводники. Наиболее высокой электропроводностью обладают металлы и их сплавы (10-8 – 10-6 Омּм). Типичные диэлектрики при комнатной температуре являются изоляторами и их удельное электросопротивление на 15-25 порядков превышает металлическую. Полупроводники по удельной электропроводности занимают промежуточное положение (10-6 – 108 Омּм), перекрываясь с металлами и диэлектриками. Все указанные материалы имеют характерные температурные зависимости удельного электросопротивления. При этом, если электросопротивление при определенной низкой температуре (обычно < 22 К) скачком уменьшается до нуля, то такие металлы называются сверхпроводниками. В последнее время обнаружен новый тип сверхпроводника на основе керамики, имеющий температуру перехода более 77 К (температура жидкого азота). Кроме того, материалы различаются по магнитным свойствам (ферромагнетики, ферриты, антиферромагнетики и т. д.), по твердости, температуре плавления (термостойкость), по химической активности (например, способность к окислению или, наоборот, – к антикоррозийной способности). В зависимости от указанных свойств те или иные материалы находят применение при изготовлении тех или иных изделий электронной техники.

Предметом изучения являются:

·  Общая классификация материалов по составу, свойствам, и техническому назначению. Физическая природа электропроводности различных материалов.

·  Методы исследования материалов и элементов электронной техники.

·  Требования к материалам, используемых для изготовления приборов технической электроники.

·  Электрические характеристики проводящих, резистивных и диэлектрических материалов, используемых в производстве электронных приборов.

·  Основные физико-химические и оптические свойства элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений.

·  Реализации физических явлений полупроводниковых структур в конкретных приборах и устройствах.

·  Проводящие и диэлектрические магнитные материалы в устройствах технической электроники и в качестве сред для записи информации.

·  Использование сверхпроводящих металлов, сплавов и керамик в современных изделиях электроники.

·  Материалы общего назначения в устройствах электроники. Тугоплавкие металлы.

ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ

ВВЕДЕНИЕ. МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ПО СОСТАВУ, СВОЙСТВАМ И ТЕХНИЧЕСКОМУ НАЗНАЧЕНИЮ

·  Классификация материалов по электропроводности (металлы, полуметаллы, полупроводники, диэлектрики, сверхпроводники).

·  Классификация материалов по магнитным свойствам (мягкие и жесткие ферромагнетики, ферримагнетики, немагнитные и слабомагнитные и т. д.).

·  Материалы со специальными механическими свойствами (тугоплавкие, твердые, пластичные и т. д.).

·  Классификация материалов по кристаллическому состоянию (монокристаллы, поликристаллы, аморфное состояние, нанокристаллическое состояние, порошки, композиционные материалы и т. д.).

·  Металлургия и синтез материалов (механическая смесь, сплавы, элементарные, химсоединения, твердые растворы и т. д.).

·  Специфические материалы (пленки, тонкопленочное состояние, покрытия, люминофоры, жидкие кристаллы, стекло, радиоактивные вещества и т. д.).

·  Классификация материалов по их использованию при изготовлении элементов электронной техники (катоды, аноды, сетки, активные и пассивные элементы микросхем, элементы полупроводниковых приборов, элементная база для изготовления лазерных генераторов и т. д.).

РАЗДЕЛ 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ. МАТЕРИАЛЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

·  Требования к материалам, используемых для изготовления приборов технической электроники (химическая чистота, класс обработки, гигиена производства материалов электронной техники).

·  Оптические методы исследования материалов, в том числе пленочных (коэффициенты отражения, поглощения и их частотные зависимости – спектральные свойства, фотоэмиссионные свойства и т. д.).

·  Методы исследования электрических параметров полупроводников (тип проводимости, подвижность и число носителей, удельное электросопротивление и т. д.).

·  Исследование температуры перехода в сверхпроводящее состояние сверхпроводящих сплавов и керамик.

·  Исследование диэлектрических свойств изолирующих материалов (диэлектрические потери, диэлектрическая проницаемость и т. д.).

·  Магнитные измерения (намагниченность насыщения, гистерезисные свойства, прямоугольность петли гистерезиса, температура Кюри и т. д.).

·  Высокочастотные свойства ферритовых материалов.

РАЗДЕЛ 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОВОДЯЩИХ, РЕЗИСТИВНЫХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

·  Материалы, используемые в качестве проводящих, изолирующих элементов в изделиях технической электроники.

·  Требования по электропроводности и диэлектрическим свойствам (потери, проницаемость, изоляционные свойства, температурная устойчивость свойств, слабая зависимость свойств от температуры и т. д.).

·  Керамическая технология диэлектрических материалов.

РАЗДЕЛ 4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ

·  Методы получения монокристаллов полупроводниковых материалов. Спонтанная кристаллизация. Метод зонной плавки. Направленная кристаллизация полупроводников из расплава. Метод Бриджмена; Метод Чохральского.

·  Формирование p-n – переходов в полупроводниках. Методы легирования полупроводниковых монокристаллов: термический, ионной бомбардировки (диффузное или путем имплантации), легирование в процессе вытягивания кристаллов, эпитаксиальный метод.

·  Отжиг дефектов. Геттерирование примесей.

-  Кристаллизация аморфных слоев.

·  Основные физико-химические и оптические свойства элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений.

·  Реализации физических явлений полупроводниковых структур в конкретных приборах и устройствах.

РАЗДЕЛ 5. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В УСТРОЙСТВАХ ПАМЯТИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

·  Магнитные пленки, магнитные покрытия.

·  Материалы для магнитных дисков, магнитооптические материалы.

·  Керамическая технология ферритов и их использование в СВЧ-устройствах.

РАЗДЕЛ 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВ В СОВРЕМЕННЫХ ИЗДЕЛИЯХ ЭЛЕКТРОНИКИ

·  Основные характеристики сверхпроводящих материалов.

·  Использование сверхпроводящих металлов, сплавов и керамик в современных изделиях электроники.

·  Технология получения высокотемпературных сверхпроводников.

РАЗДЕЛ 7. МАТЕРИАЛЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

·  Материалы общего назначения в устройствах электроники.

·  Жидкие кристаллы. Люминофоры.

·  Покрытия, плазменное нанесение покрытий, карбидизация, нитрирование, хромирование, никилирование, анодирование и т. д.).

·  Композиционные материалы в устройствах электронной техники.

·  Тугоплавкие металлы

ЛИТЕРАТУРА

1.  Металловедение. , М., «Металлургия» , 1977, 646 с.

2.  Магнитные материалы и элементы. , Е. Г. , М., «Высшая школа», 1986, 350 с.

3.  Физические основы высокотемпературных сверхпроводников. Под ред. , М. «Мир», 1990, 540 с.

4.  Тонкопленочные солнечные элементы. К. Чопра, С. Дас, М., «Мир», 1986, 440 с.

5.  Керметные пленки. , , Л., «Энергия», 1975, 145 с.

6.  Лазерная технология в производстве интегральных микросхем. , М., "Высшая школа". 1990, 56 с.

7.  Лазерные технологии. . Учебное пособие, Красноярск, САА, 1998, 114 с.

8.  Нанесение пленок в вакууме. . Сер. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. Кн. 6. М.:, «Высшая школа», 1989, 110 с.

9.  Элионная обработка. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. . Кн. 7, М.: Высшая школа, 1990, 127 с.

10. Лазерные методы получения и обработки тонких пленок (обзор).

, . Зарубежная радиоэлектроника. 1977, 1.

С. 30-51.

11. Технология тонких пленок. Справочник. Т.1 и Т.2.

:, Советское радио, 1977, 663 с.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

«МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ.

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»

( МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ )

для специальности

РАССМОТРЕНА

на заседании кафедры

"------" г. Зав. кафедрой

на заседании НМК Аэрокосмического факультета

"------" г. Декан

Разработчики -

Печатается по решению научно-методической комиссии факультета

Корректор

Подп. в печать , формат ------. Бумага писчая.

Печать офсетная. Усл. п.л. 1 Уч.- изд. л. 1. Тираж 25 экз.

Заказ

Редакционно-издательский отдел ССА

Отдел оперативной полиграфии

660014. г. Красноярск, пр. им. "Красноярский рабочий", 31.

Сибирская аэрокосмическая академия

2002г.