ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н. П. ОГАРЕВА»
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор, профессор
___________Н. Е. ФОМИН___
подпись, инициалы, фамилия
__________________________
дата
В О П Р О С Ы
для государственного экзамена по специальности
«Микроэлектроника и твердотельная электроника»
Разработаны преподавателями кафедры микроэлектроники: , ,
Обсуждены и одобрены на заседании кафедры микроэлектроники
«8» февраля 2012 г. протокол № 1
Зав. кафедрой микроэлектроники
Обсуждены и одобрены на заседании Ученого совета факультета электронной техники
«15» _февраля_ 2012 г. протокол № __1__
Председатель Ученого совета
факультета электронной техники ___________________
САРАНСК - 2012
Материалы и элементы электронной техники
1. Электропроводность металлов и сплавов. Проводниковые материалы, применяемые в технологии и конструкциях полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Электрофизические параметры проводниковых материалов.
2. Технология и свойства тугоплавких металлов и сплавов, применение в технологических процессах полупроводниковой электроники и микроэлектроники.
3. Основные типы диэлектрических материалов, применяемых в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Электрофизические параметры диэлектриков и требования к ним.
4. Виды поляризации и потери в пассивных диэлектриках.
5. Механизмы электропроводности в пассивных диэлектриках.
6. Магнитные материалы: природа ферромагнетизма, основные параметры магнитных материалов. Классификация магнитных материалов. Области применения (примеры).
7. Классификация полупроводниковых материалов и их характеристика, области применения.
8. Физические процессы в активных диэлектриках и устройства на их основе, применяемые в электронной технике.
Физическая химия материалов и процессов электронной техники
9. Химическая термодинамика. Свободная энергия реакции. Второй закон термодинамики. Направление химической реакции. Расчет ΔGT.
10. Термодинамика растворов. Расчет парциальных молярных величин в двухкомпонентной системе. Химический потенциал. Уравнения Гиббса-Дюгема. Уравнения Рауля и Генри.
11. Равновесие в гетерогенных химических системах. Константа равновесия. Уравнение Клайперона-Клаузиуса.
Физика твердого тела
12. Зависимость концентрации носителей заряда в полупроводниках от концентрации легирующей примеси и температуры.
13. Виды и механизмы рекомбинации носителей заряда в полупроводниках; рекомбинация носителей заряда в кремнии.
14. Эффективная масса носителей заряда. Дырки в полупроводниках.
15. Электропроводность полупроводников, ее зависимость от температуры.
16. Влияние сильных электрических полей на электропроводность полупроводников.
17. Диффузионные и дрейфовые токи в полупроводниках. Соотношение Эйнштейна.
18. Тепловые свойства твердых тел. Теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение.
19. Рассеяние носителей заряда в полупроводниках. Механизмы рассеяния. Подвижность носителей заряда.
Твердотельная электроника
20. Электронно-дырочные p-n-переходы: распределение пространственного заряда, электрического поля и концентрации носителей заряда в p-n-переходе, энергетические зонные диаграммы, высота потенциального барьера.
21. Переходы на основе контакта металл-полупроводник: энергетические зонные диаграммы, высота потенциального барьера, вольтамперная характеристика диода Шоттки.
22. Переходные процессы в диоде. Барьерная и диффузионная емкости диода. Эквивалентная схема замещения диода.
23. Статические параметры биполярного транзистора.
24. Малосигнальные параметры биполярного транзистора и эквивалентные схемы замещения.
25. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом: конструкция, принцип действия, основные параметры и характеристики.
26. МДП-транзисторы: конструкция, принцип действия, основные параметры и характеристики.
Физика полупроводниковых и микроэлектронных приборов
27. Вольтамперная характеристика p-n-перехода в приближении диодной теории выпрямления (вывод уравнения, графический анализ).
28. Вольтамперные характеристики реальных диодов и их анализ.
29. Виды пробоя p-n-перехода: туннельный, лавинный, тепловой, поверхностный. Их отличительные признаки.
30. Лавинный пробой p-n-перехода. Условие лавинного пробоя. Микроплазменный пробой реальных p-n-переходов. Причины микроплазменного пробоя.
31. Гетеропереходы. Энергетические зонные диаграммы. Механизмы токопрохождения.
32. МДП-структуры: энергетические зонные диаграммы, анализ вольтфарадной характеристики.
33. Физическая модель плоскостного транзистора, энергетическая зонная диаграмма. Режимы работы. Токи и внутренние параметры.
34. Зависимость коэффициента усиления по току биполярного транзистора от напряжения и тока.
35. Физическая модель тиристорной структуры, вольтамперные характеристики, условия включения и выключения.
Методы исследования материалов и структур электроники
36. Методы измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов
37. Основные методы измерения времени жизни носителей заряда в полупроводниках
Технология материалов электронной техники
38. Требования к материалам полупроводникового качества. Очистка сырья до уровня кремния полупроводникового качества.
39. Требования к материалам полупроводникового качества. Выращивание монокристаллов кремния по методу Чохральского.
40. Методы очистки веществ. Описание процесса кристаллизации как метода очистки при помощи фазовой диаграммы.
41. Разделение заряженных частиц в скрещенных магнитном и электрическом полях.
42. Условия осуществления направленной кристаллизации. Выращивание монокристаллов по методу Бриджмена.
43. Радиационное легирование кремния в твердой фазе.
44. Индексы Миллера. Оптический и рентгеновский методы ориентации монокристаллов.
Процессы микро - и нанотехнологии
45. Сухие процессы химической обработки. Классификация.
46. Установка диодного типа для проведения сухих процессов химической обработки.
47. Автономный ионный источник «Радикал» для проведения сухих процессов химической обработки.
48. Факторы, влияющие на скорость травления в жидкостном травителе.
49. Фотолитография. Назначение и последовательность выполнения операций.
50. Электронная литография в производстве ИМС.
51. Эпитаксия кремния из газовой фазы на установке с вертикальным реактором.
52. Параметры эпитаксиальных слоев и методы их контроля.
53. Математическое описание процесса диффузии. Решение уравнения Фика для случая ограниченного источника.
54. Математическое описание процесса диффузии. Решение уравнения Фика для случая неограниченного источника.
55. Термическая диффузия примеси по методу открытой трубы.
56. Схема ионно-лучевой установки для проведения имплантации примеси в полупроводниках.
57. Кремниевая эпитаксиальная структура. Ее основные элементы и обозначение.
Микроэлектроника
58. Классификация микросхем по степени интеграции, частотному диапазону, функциональному назначению и конструктивно-технологическому исполнению.
59. Особенности интегральной транзисторной структуры, паразитный транзистор.
60. Разновидности планарных n-p-n транзисторов.
61. Разновидности планарных p-n-p транзисторов.
62. Структуры полевых транзисторов для интегральных микросхем: транзисторы с управляющим p-n – переходом.
63. Структуры полевых транзисторов для интегральных микросхем: МДП–транзисторы. Комплементарные МДП–структуры.
64. Диффузионные и ионно-легированные резисторы для интегральных микросхем.
65. Диффузионные и МОП–конденсаторы для интегральных микросхем.
Микросхемотехника
66. Основные аналоговые функции и интегральные микросхемы для их реализации.
67. Схемотехнические принципы построения ИМС операционных усилителей.
68. Способы улучшения характеристик и параметров цифровых ИМС.
69. Логические элементы ТТЛ.
70. Логические элементы на основе полевых транзисторов.
71. Последовательная логика, принцип построения регистров и счетчиков.
72. Логические элементы интегральной инжекционной логики.
73. Интеграторы на основе операционных усилителей.
Квантовая и оптическая электроника
74. Полупроводниковые инжекционные лазеры на основе гетероструктур.
75. Оптроны с различными видами связей.
76. Фотоприемники с внутренним усилением, механизмы внутреннего усиления.
77. Инжекционные светодиоды, критерии оптимизации характеристик, параметров и конструкций.
78. Волоконные и пленочные, активные и пассивные элементы и среды.
79. Инверсная населенность в полупроводниках, требования к полупроводниковым материалам для создания лазеров.
80. Системы оптической связи, принципы передачи информации.
