 |
Место дисциплины в структуре образовательной программы
|
|
|
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Физические основы микроэлектроники
для специальности 11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы
(специализации:
Радиолокационные системы и комплексы,
Радионавигационные системы и комплексы,
Лазерные системы и комплексы,
Антенные системы и устройства)
Автор программы: Литун Я.Б.., ассистент каф. РЛ1, rl1@bmstu.ru
Москва, 2016
Автор программы:
Я.Б. Литун _____________________ [подпись]
Рецензент:
_____________________ [подпись]
Утверждена на заседании кафедры РЛ1
Протокол №___ от «_____» _________201 г.
Заведующий кафедрой Г.П. Слукин _____________________ [подпись]
Декан факультета РЛ
С.В. Альков _____________________ [подпись]
Согласовано:
Декан факультета РЛ
С.В. Альков ____________________ [подпись]
Декан факультета РТ
С.С. Юдачев ____________________ [подпись]
Начальник Управления образовательных стандартов и программ
Т.А. Гузева ____________________ [подпись]
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ), СООТНЕСЕННЫЕ С ПЛАНИРУЕМЫМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ ОСВОЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ 4
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ.......... 9
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ....................................................................................................... 10
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ, СТРУКТУРИРОВАННОЕ ПО ТЕМАМ (РАЗДЕЛАМ) С УКАЗАНИЕМ ОТВЕДЕННОГО НА НИХ КОЛИЧЕСТВА АКАДЕМИЧЕСКИХ ИЛИ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЧАСОВ И ВИДОВ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ................................... 11
5. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ................................................................................................................................ 14
6. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕКУЩЕЙ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ............................................................... 15
|
|
|
7. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ........................................................................................ 16
8. ПЕРЕЧЕНЬ РЕСУРСОВ СЕТИ ИНТЕРНЕТ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ОСВОЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ....................................................................... 17
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ 18
10. ПЕРЕЧЕНЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ, ВКЛЮЧАЯ ПЕРЕЧЕНЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СПРАВОЧНЫХ СИСТЕМ.............................................................. 20
11. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ......................................................................................................................... 21
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ), СООТНЕСЕННЫЕ С ПЛАНИРУЕМЫМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ ОСВОЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Введение. Настоящая рабочая программа дисциплины устанавливает требования к знаниям и умениям студента, а также определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа разработана в соответствии с:
- Самостоятельно устанавливаемым образовательным стандартом (СУОС ) по специальности11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы;
- Основной профессиональной образовательной программой по специальности11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы;
- Учебным планом МГТУ им. Н.Э. Баумана по специальности11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы.
При освоении дисциплины планируется формирование компетенций, предусмотренных основной профессиональной образовательной программой на основе СУОС по специальности11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы (уровень специалитета, специализации: Радиолокационные системы и комплексы, Радионавигационные системы и комплексы, Лазерные системы и комплексы, Антенные системы и устройства).
|
|
|
| Код компетенции по СУОС | Формулировка компетенции |
| Собственные общекультурные компетенции (СОК) | |
| Социально-личностные компетенции | |
| СОК-10 | способностью выстраивать логику рассуждений и высказываний, проводить анализ и синтез, критическое осмысление, систематизацию, классификацию, интерпретацию соответствующей информации, формулировать выводы, адекватные полученным результатам, проводить прогнозирование, ставить исследовательские задачи и выбирать пути их достижения |
| Собственные общепрофессиональные компетенции (СОПК) | |
| СОПК-5 | способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат |
| СОПК-9 | способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии |
| Собственные профессиональные компетенции (СПК) | |
| Научно-исследовательская деятельность | |
| СПК-11 | способностью изучать и использовать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, отражающую достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области радиотехники |
| СПК-20 | способен руководить и принимать участие в научно-исследовательских работах, анализировать состояние исследуемого вопроса, определять и планировать направление и метод исследования |
Для категорий «знать, уметь, владеть» планируется достижение следующих результатов обучения (РО), вносящих на соответствующих уровнях вклад в формирование компетенций, предусмотренных основной профессиональной образовательной программой (табл. 1).
Таблица 1. Результаты обучения
| Компетенция: код по СУОС, формулировка | Уровень освоения компетенции | Результаты обучения (РО) Дескрипторы – основные признаки освоения компетенций (показатели достижения результата обучения, которые студент может продемонстрировать) | Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции |
| СОК-10 способностью выстраивать логику рассуждений и высказываний, проводить анализ и синтез, критическое осмысление, систематизацию, классификацию, интерпретацию соответствующей информации, формулировать выводы, адекватные полученным результатам, проводить прогнозирование, ставить исследовательские задачи и выбирать пути их достижения | ЗНАТЬ (помнить, понимать) УМЕТЬ (анализировать, применять, проводить оценку) ВЛАДЕТЬ (методом, способом) | · Знание физико-химических основ технологии производства приборов микроэлектроники. · Умение учитывать влияние технологии микроэлектроники на характеристики изготавливаемых изделий. · Умение прогнозировать тенденции развития технологий микроэлектроники и их влияние на принципиально возможные характеристики изделий. · Учета физико-технологических ограничений при производстве изделий микроэлектроники и наноразмерных структур. · Организации проведения исследований физико-химических свойств и характеристик наноразмерных структур. | · Лекции · Самостоятельная работа Активные и интерактивные методы обучения Разбор на лекциях примеров, имеющих отношение к будущей специальности обучающихся. |
| СОПК-5 способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат | ЗНАТЬ (помнить, понимать) УМЕТЬ (проводить оценку, анализировать, применять) ВЛАДЕТЬ | · Знание основ строения проводящих и полупроводниковых материалов микроэлектроники. · Знание физико-химических свойств и физических эффектов в проводящих и полупроводниковых материалах микроэлектроники. · Умение прогнозировать тенденции развития проводящих и полупроводниковых материалов микроэлектроники и их принципиально возможных характеристик. · Организации проведения исследований физико-химических свойств и характеристик проводящих и полупроводниковых материалов | · Лекции Активные и интерактивные методы обучения Разбор на лекциях примеров, имеющих отношение к будущей специальности обучающихся. |
| СОПК-9 способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии | ЗНАТЬ (помнить, понимать) УМЕТЬ (анализировать) ВЛАДЕТЬ (творческими и социально-личностными компетенциями) | · Знание физико-химических основ технологии производства приборов микроэлектроники. · Знание физико-химических свойств и физических эффектов в проводящих и полупроводниковых материалах микроэлектроники. · Умение учитывать влияние физико-химических свойств и характеристик проводящих и полупроводниковых материалов на характеристики изготавливаемых на их основе изделий микроэлектроники. · Поиска информации о характеристиках и физико-химических свойствах проводящих и полупроводниковых материалов. | · Лекции · Самостоятельная работа Активные и интерактивные методы обучения · Обсуждение современных публикаций по соответствующей тематике. |
| СПК-11 способностью изучать и использовать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, отражающую достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области радиотехники | ЗНАТЬ (понимать) УМЕТЬ (анализировать) ВЛАДЕТЬ | · Знание основ строения диэлектрических и магнитных материалов микроэлектроники. · Знание физико-химических свойств и физических эффектов в диэлектрических и магнитных материалах микроэлектроники. · Умение прогнозировать тенденции развития диэлектрических и магнитных материалов микроэлектроники и их принципиально возможных характеристик. · Поиска информации о характеристиках и физико-химических свойствах диэлектрических и магнитных материалов. | · Лекции · Самостоятельная работа Активные и интерактивные методы обучения Обсуждение современных научно-технических достижений по соответствующей тематике |
| СПК-20 способен руководить и принимать участие в научно-исследовательских работах, анализировать состояние исследуемого вопроса, определять и планировать направление и метод исследования | ЗНАТЬ (понимать) ВЛАДЕТЬ (познавательными и социально-личностными компетенциями) | · Знание физических эффектов в наноразмерных структурах микроэлектроники. · Организации проведения исследований физико-химических свойств и характеристик наноразмерных структур. | · Лекции Активные и интерактивные методы обучения 1. Обсуждение лекционного раздела модуля. |
МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
|
|
|
|
|
|
Дисциплина входит в вариативную часть блока Математический и естественно-науный цикл образовательной программы специалитета по специальности 11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы.
|
|
|
Изучение дисциплины предполагает предварительное освоение следующих дисциплин учебного плана:
· Химия
· Физика.
Освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее для следующих дисциплин образовательной программы:
· Электродинамика и распространение радиоволн;
· Устройства СВЧ и антенны;
· Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств;
· Основы квантовой электроники.
Освоение учебной дисциплины связано с формированием компетенций с учетом матрицы компетенций ОПОП по направлению специальности 11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы.
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
Общий объем дисциплины составляет 2 зачетных единиц (з.е.), 72 час.
Таблица 2. Объём дисциплины по видам учебных занятий (в часах)
| Виды учебной работы | Объем в часах по семестрам | |
| Всего | семестр | |
| 1. Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам учебных занятий (всего) | ||
| Аудиторная работа (всего) | ||
| ||
| 2. Самостоятельная работа обучающихся (СР) (всего) | ||
| · Проработка учебного материала лекций | ||
| · Подготовка к рубежному контролю, контрольной работе | ||
| Вид промежуточной аттестации обучающегося | зач | зач |
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ, СТРУКТУРИРОВАННОЕ ПО ТЕМАМ (РАЗДЕЛАМ) С УКАЗАНИЕМ ОТВЕДЕННОГО НА НИХ КОЛИЧЕСТВА АКАДЕМИЧЕСКИХ ИЛИ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЧАСОВ И ВИДОВ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ
Таблица 3.
| № п/п | Тема/ раздел/ модуль | Виды занятий, часы | Активные и интерактивные формы проведения занятий | Компетенция по СУОС, закрепленная за темой | Текущий контроль результатов обучения | |||||||
| Л | С | ЛР | СР | Форма проведения занятий | часы | Срок (неделя) | Формы | Баллы (мин/ макс) | ||||
| 1 семестр | ||||||||||||
| Физические процессы в проводящих и полупроводниковых материалах микроэлектроники | - | - | · Интерактивное общение студентов с преподавателем по электронной почте · Обсуждение сведений о достижениях отечественной и зарубежной науки и техники в области радиоэлектронных систем | СОПК-5 СОПК-9 СПК-20 | Рубежный контроль | 18 / 30 | ||||||
| ИТОГО | 18 / 30 | |||||||||||
| Физические процессы в диэлектрических и магнитных материалах микроэлектроники | - | - | СОПК-9 СПК-11 | Рубежный контроль | 18 / 30 | |||||||
| ИТОГО | 18 / 30 | |||||||||||
| Физико-химические основы микроэлектронной технологии и наноэлектроника | СОК-10 СПК-20 | Рубежный контроль | 24 / 40 | |||||||||
| ИТОГО | 24 / 40 | |||||||||||
| ИТОГО | - | - | ||||||||||
Содержание дисциплины, структурированное по разделам / модулям
| № п/п | Наименование раздела / модуля дисциплины Содержание |
| 1. | ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРОВОДЯЩИХ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ |
| Лекции | |
| 1.1 | Основы строения твердого тела. 2 часа Типы химических связей, виды кристаллических решеток, основы зонной теории твердого тела. |
| 1.2 | Физические процессы и явления в проводниковых материалах. 4 часа Физическая природа электропроводности металлов и сплавов. Влияние на электропроводность металлов температуры, примесей и неоднородностей кристаллической решетки. Электропроводность на высоких частотах. Контактные явления в металлах и термоэлектродвижущая сила. Эффект Холла. Эмиссионные свойства металлов. Физические основы тонкопленочной технологии и особенности электропроводности тонких пленок. |
| 1.3 | Физические процессы и явления в полупроводниковых материалах.6 часов Физическая природа электропроводности полупроводниковых материалов. Собственные и примесные полупроводниковые материалы. Влияние на электропроводность полупроводников температуры, примесей и неоднородностей кристаллической решетки. Оптические, фотоэлектрические и гальваномагнитные эффекты в полупроводниковых материалах. Эффект Ганна. |
| Семинары нет | |
| Самостоятельная работа студентов (СР) | |
| СР1.1 | Проработка лекционного курса - 10часов. |
| СР1.2 | Подготовка к рубежному контролю – 3часа |
| Лабораторные работы (Л) нет | |
| ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ | |
| Лекции | |
| 2.1 | Физические процессы и явления в диэлектрических материалах. 6 часов Поляризация диэлектриков, механизмы поляризации, влияние на поляризацию диэлектриков внешних факторов. Электропроводность диэлектриков, диэлектрические потери. Явление и механизмы пробоя диэлектрических материалов в различном агрегатном состоянии. Физические процессы в активных диэлектриках – прямой и обратный пьезоэлектрический эффект, пироэлектрический эффект, физика жидких кристаллов и электретов. |
| 2.2 | Физические процессы и явления в магнитных материалах. 4 часа Явление намагничивания, основные магнитные свойства материалов. Классификация веществ по магнитным свойствам. Физическая природа диамагнетизма. Физическая природа парамагнетизма. Физические процессы при намагничивании ферромагнитных и ферримагнитных материалов. Влияние температуры на магнитные свойства материалов. Магнитные потери. |
| Семинары нет | |
| Самостоятельная работа студентов (СР) | |
| СР 2.1 | Проработка лекционного курса - 9 часов |
| СР 2.2 | Подготовка к рубежному контролю – 3 часа |
| Лабораторные работы (Л) нет | |
| ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ И НОНАЭЛЕКТРОНИКА | |
| 3.1 | Физические основы микротехнологии. 6 часов Физические процессы при пайке. Физические процессы, протекающие при производстве полупроводниковых приборов микроэлектроники. Источники электронов и ионов, взаимодействие электронов и ионов с веществом. Осаждение тонких пленок, адгезия. Физические процессы при литографии. Голографическая, рентгеновская, электронно-лучевая и ионно-лучевая литография. Физика процессов эпитаксии и легирования. Лазерный отжиг, электронно-лучевой отжиг. |
| 3.2 | Физика электронных приборов на наноструктурах. 6 часов Модуляционно-легированные полевые транзисторы, биполярные транзисторы на гетеропреходах, транзисторы на горячих электронах, одноэлектронные транзисторы. Оптоэлектронные устройства на основе наноструктур. Лазеры на полупроводниковых гетероструктурах, лазеры на полупроводниковых квантовых ямах, лазеры на квантовых точках, фотодетекторы на квантовых ямах. |
| Семинары нет | |
| Самостоятельная работа студентов (СР) | |
| СР 3.1 | Проработка лекционного курса - 10 часов |
| СР 3.2 | Подготовка к рубежному контролю – 3 часа |
| Лабораторные работы нет |
|
|
|
