Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Н. Библиотека методической литературы и методических пособий 4. Разработка перспективных планов работы по ПДД в группах Сентябрь Воспитатели групп Пла...полностью>>
'Документ'
Подготовка коммерческого предложения по организации мероприятия начинается с заполнения брифа, или предварительной анкеты. Бриф помогает вам сформулир...полностью>>
'Документ'
1. Группа продленного дня (далее - ГПД) школы создается в целях оказания всесторонней помощи семье в обучении навыкам самостоятельности в обучении, во...полностью>>
'Документ'
В современном русском литературном языке варианты, колеблющиеся в форме именительного падежа множественного числа, насчитывают свыше 300 слов. Очагом ...полностью>>

Главная > Программа дисциплины

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»

Факультет Электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины « Радиационная стойкость изделий электронной техники»

для специальности 210104.65 «Микроэлектроника и твёрдотельная электроника» подготовки специалиста

Автор программы: доцент Э.Н.Вологдин evologdin@

доцент, к.т.н. Л.С.Мироненко lmironenko@

Одобрена на заседании кафедры "Электроника и наноэлектроника"«___»_________2012

Зав. кафедрой ______________К.О. Петросянц

Рекомендована секцией УМС «Электроника» «___»_________ 2012 г.

Председатель __________________________

Утверждена УС факультета Электроники и телекоммуникаций «___»__________2012 г.

Ученый секретарь________________________

Москва, 2012

1. Цели и задачи дисциплины:

Целью дисциплины "Радиационная стойкость изделий электронной техники" являются формирование научной основы для осознанного и целенаправленного использования полученных знаний при создании радиационно стойких элементов, приборов и устройств микроэлектроники. Задачами курса служат расширение научного кругозора и эрудиции студентов на базе изучения физических процессов, происходящих в полупроводниковых материалах и полупроводниковых приборах при воздействии проникающей радиации, а также с основными принципами создания полупроводниковых приборов и интегральных микросхем с повышенной радиационной стойкостью.

Задачи дисциплины состоят в:

  • формировании теоретического понимания и получения навыков применения физических законов при взаимодействии радиационных излучений различной физической природы с полупроводниками

  • приобретении навыков расчета последствий воздействия проникающей радиации на полупроводниковые приборы как элементы интегральных схем и выбором изделий электронной техники с повышенной радиационной стойкостью для комплектации радиоэлектронной аппаратуры.

  • ознакомлении с современным научно-техническим уровнем развития радиационной физики и с основными проблемами, связанными с радиационной стойкостью изделий в различных областях техники

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина " Радиационная стойкость изделий электронной техники " относится к базовой части Профессионального цикла (Б.3).

Дисциплина требует наличия у студента знаний, умений и навыков, полученных в ходе изучения дисциплин "Физика" (2-4 семестры), "Материалы электронной техники" (3,4 семестры), "Физика конденсированного состояния"(4семестр), «Физические основы электроники» (5семестр), "Твёрдотельная электроника"(6семестр). Для изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями:

  • ОК-10 – Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

  • ПК-1 – Способность представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики.

  • ПК-2 – Способность использовать знания о современной физической картине мира, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы

  • ПК-3- Способность использовать знания о строении вещества, природе сил связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире

  • ПК-18 – Способность собирать, анализировать и систематизировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по тематике исследования в области электроники

  • ПК-21 – Готовность анализировать и систематизировать результаты исследований, представлять материалы в виде научных отчетов, публикаций, презентаций.

Дисциплина " Радиационная стойкость изделий электронной техники "

  • имеет междисциплинарные связи с дисциплинами "Физика полупроводников", "Физика конденсированного состояния", "Материалы электронной техники", «Физические основы электроники», «Твёрдотельная электроника» и изучается в 7 и 8 семестрах.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- способность собирать, анализировать и систематизировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по тематике исследования в области электроники (ПК-18)

- способность строить простейшие физические модели приборов, устройств электроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования (ПК-19)

- способность аргументировано выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик приборов, устройств электроники различного функционального назначения (ПК-20)

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: физические характеристики корпускулярных и квантовых излучений, физические основы взаимодействия излучений с веществом, физическую природу явлений, происходящих в различных классах полупроводниковых приборов при воздействии излучений ядерного взрыва, ядерных установок и космического пространства;

Уметь: применять полученные знания при теоретическом анализе, выполнять расчёты характеристик радиационных эффектов для простых полупроводниковых структур, моделировать физические процессы воздействия проникающей радиации на полупроводниковые приборы как элементы интегральных схем ;

Владеть: методикой оценки «слабого звена» в составе электронной аппаратуры, определения пороговых значений радиационных воздействий.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Всего часов / зачетных единиц

семестры

7

8

Аудиторные занятия (всего)

102

34

68

Лекции

68

34

34

Практические занятия (ПЗ)

34

0

34

Самостоятельная работа (всего)

65

Контрольная работа 1к.р.

20

20

Домашняя работа 3 д.з.

45

45

Общая трудоёмкость

167

54

113

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение. Виды радиационной обстановки

Природа проникающих излучений при ядерном взрыве, в ядерных установках, в космическом пространстве. Характеристики излучений– диапазон энергий, длительность, интегральные потоки, дозы излучения, мощность дозы.

2.

Процессы образования радиационных центров в твёрдых телах

Взаимодействие проникающих излучений с твёрдым телом. Основные понятия. Первичные эффекты при облучении нейтронами. Взаимодействие протонов с веществом. Взаимодействие электронов с веществом. Процессы взаимодействия гамма-квантов с полупроводниками: образование комптоновских электронов, фотоэлектронов, электронно-позитронных пар. Ионизационные потери энергии заряженных частиц.

Смещение атомов в твердых телах при воздействии излучений. Пороговая энергия смещения атома из узла кристаллической решетки. Создание первичных и вторичных смещений. Пороговая энергия ионизации. Каскадная функция. Оценка полного количества смещений при различных видах излучений. Распределение дефектов при различных видах излучений. Возникновение примесных атомов в материалах за счет ядерных реакций.

Реальная структура радиационных дефектов в кристаллах.

Структурные комплексы в кремнии, образующиеся с участием вакансий. Структурные преобразования в облученном кремнии с участием междоузельных атомов. Проявление примеси. Аннигиляция вакансий и междоузлий и отжиг радиационных дефектов. Групповые радиационные дефекты. Радиационные дефекты в арсениде галлия и германии.

3.

Влияние облучения на основные электрофизические параметры полупроводников

Изменение концентрации основных носителей заряда в кремнии n – типа при облучении. Влияние облучения на концентрацию свободных носителей в кремнии p - типа. Влияние облучения на подвижность свободных носителей заряда в кремнии. Влияние облучения на время жизни неравновесных носителей заряда.

Влияние кислорода на изменение концентрации электронов в кремнии при образовании разупорядоченных областей. Изменение подвижности в материале, содержащем разупорядоченные области. Влияние разупорядоченных областей на время жизни неосновных носителей заряда. Релаксационные процессы в полупроводниковых материалах при импульсном облучении.

Радиационное изменение концентрации свободных носителей заряда в кремнии арсениде галлия, германии. Радиационное изменение подвижности основных носителей заряда в кремнии, арсениде галлия, германии. Изменение времени жизни неравновесных носителей заряда при облучении.

4.

Радиационные эффекты в полупроводниковых приборах

Радиационные эффекты в полупроводниковых диодах .

Изменение параметров выпрямительных диодов при облучении. Радиационные эффекты в pn - переходах. Радиационные эффекты в туннельных диодах. Радиационные эффекты в излучательных диодах. Радиационные эффекты в биполярных транзисторах.

Влияние радиационного воздействия, создающего необратимые структурные дефекты, на коэффициент передачи тока транзистора. Влияние радиации на статический коэффициент передачи тока транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Изменение с облучением рекомбинационных потерь в активной базе, в пассивной базе, в эмиттере, в слое объемного заряда эмиттерного перехода, на поверхности прибора. Влияние радиации на дифференциальный коэффициент передачи тока транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Радиационные эффекты в биполярных транзисторах при больших плотностях тока. Радиационная стойкость транзисторов, работающих в ключевом режиме. Влияние радиации на обратный ток коллектора. Радиационные эффекты в биполярных транзисторах, обусловленные ядерными реакциями. Радиационные переходные процессы в биполярных транзисторах. Быстрый отжиг. Классификация радиационных дефектов в биполярных транзисторах.

Радиационные эффекты в полевых транзисторах.

Влияние радиации на работу полевых транзисторов с управляющим pn – переходом. Радиационно-чувствительные параметры полевых транзисторов с pn - переходом и закономерности их изменения при воздействии излучения. Технические направления по созданию полевых транзисторов с pn - переходом с повышенной радиационной стойкостью.

Радиационные эффекты в полевых транзисторах с барьером Шоттки.

Влияние проникающей радиации на характеристики МДП – транзисторов. Влияние радиации на структуру Ме – SiO – Si. Влияние ионизирующих излучений на параметры МДП – транзисторов. Технологические методы повышения радиационной стойкости МДП - приборов.

Радиационные эффекты в других классах полупроводниковых приборов. Радиационные эффекты в солнечных батареях Радиационные эффекты в тиристорах.

5.

Радиационная стойкость интегральных микросхем

Радиационные эффекты в микросхемах, обусловленные изменением параметров активных и пассивных элементов схем. Сбои в работе микросхем. Технические направления создания ИМС с повышенной радиационной стойкостью.

Методы испытаний изделий электронной техники на радиационную стойкость.

Экспериментальные установки, моделирующие воздействие проникающей радиации на ИЭТ. Ускоренные методы испытаний. Роль расчетных методов в определении радиационной стойкости ИЭТ. Сравнительная оценка радиационной стойкости ИЭТ. Использование схемотехнических, системных и конструктивных методов при создании радиационно стойких изделий электронной техники.

5.2. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

СРС

Все-го

1.

Введение. Виды радиационной обстановки

2

-

-

2

4

2.

Процессы образования радиационных центров в твёрдых телах

18

-

-

17

35

3.

Влияние облучения на основные электрофизические параметры полупроводников

16

-

18

17

51

4.

Радиационные эффекты в полупроводниковых приборах

26

26

-

30

82

5.

Радиационная стойкость интегральных микросхем

10

10

-

6

26

6. Лабораторный практикум

Раздел 3. Лабораторные занятия 18час

    1. Исследование радиационной стойкости биполярных транзисторов

    2. Исследование радиационной стойкости полевых транзисторов с управляющим pn-переходом

    3. Исследование радиационной стойкости МДП-транзисторов

7. Примерная тематика курсовых работ: Курсовая работа включает расчет изменений коэффициента передачи тока биполярного транзистора в реальной радиационной обстановке и оценки длительности работы прибора в условиях воздействия космической радиации или расчет расстояния от эпицентра ядерного взрыва, на котором сохраняется работоспособность транзистора.

8. Практические занятия:

Раздел 4. Тематика практических занятий. Трудоёмкость 26 час

- изменение параметров выпрямительных диодов при облучении

- радиационные эффекты в туннельных диодах

- влияние радиации на статический коэффициент передачи тока транзистора,

включённого по схеме с общим эмиттером

- влияние радиации на дифференциальный коэффициент передачи тока транзистора,

включённого по схеме с общим эмиттером

- радиационные эффекты в биполярных транзисторах при больших плотностях тока

- радиационная стойкость биполярных транзисторов, работающих в ключевых режимах

- классификация радиационных дефектов в биполярных транзисторах

-радиационные переходные процессы в биполярных транзисторах

- радиационно-чувствительные параметры полевых транзисторов с управляющим pn –

переходом

- радиационные эффекты в полевых транзисторах с барьером Шоттки

- влияние радиации на структуру Ме-SiO-Si.

- влияние ионизирующих излучений на параметры МДП-приборов

- радиационные эффекты в солнечных батареях

Раздел 5. Тематика практических занятий. Трудоёмкость 10час

- радиационные эффекты в микросхемах, обусловленные изменением параметров

активных и пассивных элементов схем

- технические направления создания ИМС с повышенной радиационной стойкостью

- методы испытаний изделий электроннй техники на радиационную стойкость

- расчётные методы в определении радиационной стойкости ИЭТ

- схемотехнические, системные, конструктивные методы при создании радиационно

стойких изделий электронной техники

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

  1. Вологдин Э.Н., Лысенко А.П. Интегральные радиационные изменения параметров полупроводниковых материалов. Учебное пособие. МИЭМ, М,,2003г.

2. Вологдин Э.Н., Лысенко А.П. Радиационная стойкость биполярных транзисторов

Учебное пособие. МИЭМ, М,.2004г.

3. Вологдин Э.Н., Мироненко Л.С., Радиационные эффекты в полевых транзисторах. Учебное пособие. МИЭМ , М., 1999г

  1. Вологдин Э.Н., Лысенко А.П. Радиационные эффекты в некоторых классах полупроводниковых приборов. Учебное пособие. МИЭМ, М., 2005г.

  2. Расчет радиационной стойкости биполярного бездрейфового транзистора. Методические указания к выполнению курсовой работы. МИЭМ., М., 2005г.

б) дополнительная литература:

  1. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники.

Под ред. Ладыгина Е.А., Москва, «Советское радио», 1980г.

в) программное обеспечение

  • Системные программные средства: Microsoft Windows XP

  • Прикладные программные средства Microsoft Office 2007 Pro, FireFox

  • Интернет-браузер Internet Explorer или Mozilla Firefox для проведения семинаров по материалам соответствующих разделов курса

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: не используются

д) рекомендуемая литература для самостоятельной работы

1. Смирнов Л.С. «Физические процессы в облучённых полупроводниках и полупроводниковых приборах». Изд.Наука Новосибирск 1990г

е) учебно-методические материалы

Методические указания и комментарии к лабораторным работам:

-«Исследование радиационной стойкости биполярных транзисторов»,

-«Исследование радиационной стойкости полевых транзисторов с

управляющим pn-переходом»,

-«Исследование радиационной стойкости МДП – транзисторов», МИЭМ

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Универсальный лабораторный стенд для выполнения лабораторных работ

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

В интерактивных формах проводятся 16 часов практических занятий. В качестве оценочного средства для текущего контроля успеваемости проводится написание студентами коротких контрольных работ по основам пройденного на лекциях теоретического материала с последующим обсуждением, которое проходит в форме конференции. Это позволит выделить главные физические принципы рассматриваемых явлений, обсудить физическую сущность явлений и процессов в системах с пониженной размерностью. Активность, правильность высказываемых мнений, способность логического объяснения материала учитываются при выставлении оценки контрольных работ.

Авторы программы Вологдин Э.Н., Мироненко Л.С.



Похожие документы:

  1. Программа дисциплины Твердотельная электроника

    Программа дисциплины
    ... Программа дисциплины Твердотельная электроника для направления 210100 Электроника и микроэлектроника» специальности 210104 ... «Радиационная стойкость изделий электронной техники», «Процессы микро- и нанотехнологии». В результате изучения дисциплины ...

Другие похожие документы..