Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://physelec.phys.msu.ru/study/lecture/rau.doc Дата изменения: Tue Mar 10 11:50:39 2015 Дата индексирования: Sat Apr 9 22:56:43 2016 Кодировка: koi8-r

Рабочая программа дисциплины

1. Электронно-зондовая диагностика материалов и приборов микро- и
наноэлектроники

2. Лекторы.

2.1. Доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный
сотрудник Рау Эдуард Иванович, кафедра физической электроники
физического факультета МГУ, rau@phys.msu.ru, +7(495)9393895.

3. Аннотация дисциплины.
Развитие микро- и нанотехнологий сопровождается применением и развитием
высоколокальных неразрушающих методов диагностики структур микро- и
наноэлектроники. В лекционном курсе даются основные сведения о современных
электронно-зондовых методах и соответствующих аналитических приборах
диагностики полупроводниковых материалов, компонентов и структур микро- и
наноэлектроники. В рамках курса студенты получают базовые знания о физике
взаимодействия сфокусированных электронных пучков средних энергий с
твердотельными неоднородными средами, о количественных методах сканирующей
электронной микроскопии. Обсуждаются альтернативные и (или) дополнительные
методы диагностики и дефектоскопии - рентгеновские, лазерные, акустические,
зондовые механические.

4. Цели освоения дисциплины.

В результате освоения дисциплины студент получит основные представления о
зондовой диагностике и бесконтактных локальных неразрушающих методах
диагностики структур микро- и наноэлектроники в сканирующем электронном
микроскопе.



5. Задачи дисциплины.

Задачей курса является дать знания основных принципов электронно-зондовой
диагностики материалов и структур микро- и наноэлектроники. Ознакомление с
новыми методами и экспериментальными результатами в области как
бесконтактных высоколокальных неразрушающих методах, так и иных
существующих современных методах зондовой диагностики изделий микро- и
наноэлектроники.

6. Компетенции.
6.1. Компетенции, необходимые для освоения дисциплины.

6.2. Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины.
М-ОНК-2, М-ИК-2, М-ИК-3, М-ПК-1, М-ПК-2, М-ПК-3, М-ПК-5, М-ПК-6, М-ПК-
8.

7. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен
знать атомную и электронную структуру твердых тел (металлов,
полупроводников и диэлектриков) и их электрофизические свойства, основные
принципы электронно-зондовой диагностики материалов и приборов
полупроводниковой микро- и наноэлектроники;
уметь использовать неразрушающие бесконтактные методы тестирования,
дефектоскопии и анализа отказов приборных микро- и наноструктур, оценить
характеристики твердотельных структур;
владеть методами расчета основных параметров твердотельных приборов.

8. Содержание и структура дисциплины.

|Вид работы |Семестр |Всего |
| |1 |2 |3 |4 | |
|Общая трудоёмкость, акад. часов | | | | | |
|Аудиторная работа: | | | | | |
| Лекции, акад. часов | | | | | |
| Семинары, акад. часов | | | | | |
| Лабораторные работы, акад. часов | | | | | |
|Самостоятельная работа, акад. часов | | | | | |
|Вид промежуточной аттестации (зачёт, зачёт с | | | | | |
|оценкой, экзамен) | | | | | |


|N |N|Название |Структура и содержание дисциплины |Форма |
|раз|т|темы | |текуще|
|дел|е| | |го |
|а, |м| | |контро|
|наз|ы| | |ля |
|ван| | | |успева|
|ие | | | |емости|
|раз| | | | |
|дел| | | | |
|а | | | | |


| | |Содержание

темы |Аудиторная нагрузка, отводимая на лекционный материал темы, ак.ч.
|Названия семинаров по теме.

Аудиторная нагрузка, отводимая на каждый семинар темы, ак.ч.
|Самостоятельная работа: название темы самостоятельной работы; трудоемкость
темы, ак. ч.
(содержание самостоятельной работы должно быть обеспечено, например,
пособиями, интернет-ресурсами, домашними заданиями и т.п.) | | |Электронно-
зондовая диагностика материалов и приборов микро- и наноэлектроники |1
|Обзор современных методов неразрушающей диагностики и контроля качества
полупроводниковых устройств в современной микроэлектронике |Современные
методы неразрушающей диагностики и контроля качества полупроводниковых
устройств микроэлектроники. |1 ак.ч. |Современные методы неразрушающей
диагностики и контроля качества полупроводниковых устройств в современной
микроэлектронике.
1 ак.ч.
|? 1. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 1.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |2 |Методы растровой электронной микроскопии, используемые при
неразрушающем бесконтактном контроле в микроэлектронике |Подробно
обсуждаются особенности и условия применения различных методов
неразрушающего контроля изделий и структур микроэлектроники при
использовании растрового электронного микроскопа. |1 ак.ч. |Анализ методов
растровой электронной микроскопии, используемых при неразрушающем
бесконтактном контроле в микроэлектронике.
1 ак.ч.
|? 2. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 2.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |3 |Потенциальный контраст и измерение потенциального рельефа на
поверхности кристаллов. Тестирование и дефектоскопия интегральных микросхем
|Условия формирования потенциального контраста. Измерение потенциалов на
поверхности кристалла. Обнаружение дефектов интегральных микросхем. |1
ак.ч. |Изучение потенциального контраста, измерений потенциального рельефа
на поверхности кристаллов, тестирования и дефектоскопии интегральных
микросхем.
1 ак.ч.
|? 3. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 3.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |4 |Измерение локальных магнитных микрополей рассеяния в устройствах
памяти. Изучение электрических доменов в сегнетоэлектриках |Локальные
микрополя рассеяния в устройствах памяти. Особенности измерения локальных
магнитных полей. Визуализация доменной структуры, исследование
электрофизических характеристик сегнетоэлектрических кристаллов в РЭМ.
|1 ак.ч. |Изучение измерений локальных магнитных микрополей рассеяния в
устройствах памяти, особых свойств и визуализации доменной структуры в
сегнетоэлектриках.
1 ак.ч.
|? 4. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 4.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |5 |Возможности наведенного электронным пучком тока для определения
электрически активных микродефектов в полупроводниковом кристалле и
измерения фундаментальных параметров полупроводников- диффузионных длин,
времен жизни, поверхностной рекомбинации неосновных носителей зарядов
|Режим наведенного тока. Фундаментальные параметры полупроводников. |1
ак.ч. |Изучение метода наведенного тока для определения электрически
активных микродефектов в полупроводниковом кристалле и измерения
фундаментальных параметров полупроводников- диффузионных длин, времен
жизни, поверхностной рекомбинации неосновных носителей зарядов.
1 ак.ч. |? 5. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом,
периодической научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки)
по теме лекции ? 5.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |6 |Бесконтактный режим детектирования электронно-индуцированных
потенциалов в растровом электронном микроскопе - новый способ локальной
диагностики и дефектоскопии |Описание и условия применимости режима
детектирования электронно-индуцированных потенциалов в сканирующем
микроскопе. |1 ак.ч. |Изучение условий бесконтактного режим детектирования
электронно-индуцированных потенциалов в растровом электронном микроскопе -
новый способ локальной диагностики и дефектоскопии.
1 ак.ч.
|? 6. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 6.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |7 |Растровая электронная термоакустическая микроскопия объектов
микроэлектроники. Акустическая микроскопия изделий микроэлектроники
|Изучение и сравнение методов растровой электронной термоакустической и
акустическая микроскопии объектов микроэлектроники. |1 ак.ч. |Сравнение
методов исследования растровой электронной термоакустической микроскопии и
акустической микроскопии компонент и изделий микроэлектроники.
1 ак.ч.
|? 7. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 7.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |8 |Информативные возможности и основные характеристики режима
обратнорассеянных электронов в сканирующем электронном микроскопе |Изучение
режима обратнорассеянных электронов в сканирующем электронном микроскопе и
особенностей применения. |1 ак.ч. |Обсуждение информативных возможностей и
основных характеристик режима обратнорассеянных электронов в сканирующем
электронном микроскопе.
1 ак.ч.
|? 8. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 8.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |9 |Спектроскопия и микротомографии в обратнорассеянных и во
вторичных электронах. |Обратнорассеянные электроны. Вторичные электроны.
Спектроскопия и томография в СЭМ. |1 ак.ч. |Обсуждение особенностей
спектроскопии и микротомографии в обратнорассеянных и во вторичных
электронах.
1 ак.ч.
|? 9. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-техничческой литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 9.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |10 |Проблемы субмикронной зондовой метрологии и электронной
литографии. Переход к нанометрологии |Метрология в нанометровом диапазоне.
Z-метрология. Литография, нанолитография. |1 ак.ч. |Изучение проблемы
субмикронной зондовой метрологии и электронной литографии, а также
трудностей перехода к нанометрологии.
1 ак.ч. |? 10. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом,
периодической научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки)
по теме лекции ? 10.
2 ак.ч.
|Оп
Об
ДЗ | | |11 |Сканирующая оптическая микроскопия, катодолюминесценция и
инфракрасная лазерная томография полупроводниковых кристаллов |Особенности
применения сканирующей оптической микроскопии, катодолюминесценции и
инфракрасная лазерная томография для исследования полупроводниковых
структур.
|1 ак.ч. |Сравнение возможностей сканирующей оптической микроскопии,
катодолюминесценция и инфракрасной лазерной томографии при исследовании
полупроводниковых кристаллов.
1 ак.ч.
|? 11. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 11.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |12 |Возможности анализа состава легированных полупроводников
методом вторично-электронной спектроскопии |Области легирования.
Распределение концентрации легирования в полупроводниках. Анализ в РЭМ
состава легированных полупроводников. |1 ак.ч. |Изучение возможностей
анализа состава легированных полупроводников методом вторично-электронной
спектроскопии.
1 ак.ч. |? 12. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом,
периодической научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки)
по теме лекции ? 12.
2 ак.ч.
|Оп
Об
ДЗ | | |13 |Рентгеновская микротомография в диагностике радиоэлектронных
изделий |Применение рентгеновской микротомографии для диагностики изделий
микроэлектроники. |1 ак.ч. |Особенности рентгеновской микротомографии в
диагностике радиоэлектронных изделий.
1 ак.ч |? 13. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом,
периодической научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки)
по теме лекции ? 13.
2 ак.ч.
|Оп
Об
ДЗ | | |14 |Сканирующая зондовая (туннельная, атомно-силовая) микроскопия в
микроэлектронной диагностике (потенциалы, термо, сопротивление растекания,
распределение потенциалов) |Сравнение электронно-зондовых диагностических
методов исследования электрофизических параметров структур. |1 ак.ч.
|Изучение особенностей диагностики методами сканирующей зондовой
(туннельная, атомно-силовая) микроскопии электрофизических характеристик
(потенциалы, термо, сопротивление растекания, распределение потенциалов).
1 ак.ч.
|? 14. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ?14.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |15 |Сканирующая электронная микроскопия и электронная спектроскопия
массивных и пленочных диэлектриков |Различия характеристик зарядки
массивных и пленочных диэлектриков при облучении электронным пучком средних
энергий. |1 ак.ч. |Изучение массивных и пленочных диэлектриков методами
сканирующей электронной микроскопии и электронной спектроскопии.
1 ак.ч.
|? 15. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом, периодической
научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки) по теме
лекции ? 15.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | | |16 |Перспективные субмикронные диагностические электронно-зондовые
и ионно-зондовые методы, их потенциальные возможности в технологии и
контроле электронных приборных наноструктур |Изучение и сравнение
электронно-зондовых и ионно-зондовых методов диагностики микро- и
наноструктур. |1 ак.ч. |Обсуждение перспективных электронно-зондовых и
ионно-зондовых методов, их потенциальные возможности в технологии и
контроле электронных приборных наноструктур.
1 ак.ч. |? 16. Домашнее задание: Работа с лекционным материалом,
периодической научно-технической литературой (интернет-ресурсы, библиотеки)
по теме лекции ? 16.
2 ак.ч. |Оп
Об
ДЗ | |

9. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
1. Дисциплина по выбору.
2. Вариативная часть, блок профессиональной подготовки.
3. Главным требованием для освоения дисциплины является знание основных
разделов общей физики, математики, умение решать задачи по освоенным
курсам, наличие опыта работы с научно-технической литературой.
1.
2. НИП, НИР, НИС.

10. Образовательные технологии
- дискуссии;
- преподавание дисциплин в форме авторских курсов по программам,
составленным на основе результатов исследований научных школ МГУ;
- включение студентов в проектную деятельность.

11. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной
аттестации
Примерный список вопросов для проведения аттестации:
1. Обзор современных методов неразрушающей диагностики структур и
материалов микро- и нано. Методы растровой электронной микроскопии,
используемые при неразрушающем бесконтактном контроле в микроэлектронике.
2. Потенциальный контраст и изменение потенциального рельефа на
поверхности кристаллов. Тестирование интегральных микросхем. Измерение
локальных магнитных микрополей рассеяния в устройствах памяти.
3. Возможности наведенного электронным пучком тока для определения
микродефектов в кристалле и измерения фундаментальных параметров
полупроводников.
4. Бесконтактный режим детектирования электронно-индуцированных
потенциалов в растровом электронном микроскопе.
5. Информативные возможности и основные характеристики режима
обратнорассеянных и вторичных электронов. Спектроскопия и томография в
обратнорассеянных электронах.
6. Сканирующая оптическая микроскопия и инфракрасная лазерная томография
полупроводниковых кристаллов.
7. Катодолюминесцентная диагностика и томография полупроводниковых микро
и нано структур. Рентгеновская томография.
8. Сканирующая зондовая (туннельная, атомно-силовая) микроскопия в
микроэлектронной диагностике (потенциалы, термо, сопротивление растекания).
9. Растровая электронная термоакустическая микроскопия объектов
микроэлектроники. Акустическая микроскопия.
10. Сканирующая электронная микроскопия и электронная спектроскопия
диэлектриков и сегнетоэлектриков.
11. Перспективные субмикронные диагностические методы, их потенциальные
возможности в технологии и контроле электронных наноструктур, устройств и
компонент микро- и наноэлектроники.

12. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный
микроанализ. М.М.Криштал. Москва. Техносфера. 2009.
2. Броудай И., Мерей Д. «Физические основы микротехнологии». Москва. Мир.
1985.
3. Практикум по твердотельной электронике. Под ред. В.И.Петрова и
Г.В.Сапарина. М.: Изд. МГУ. 1984.
4. Мартинес-Дуарт Д. Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники. Москва.
Техносфера. 2007.
Дополнительная литература
1. Рау Э.И., Гостев А.В., Шичу Чжу, Пханг Дж., Чан Д. "Сравнительный
анализ методов растровой электронной микроскопии полупроводников:
электронно-индуцированного потенциала, одноконтактного наведённого тока,
термоакустического детектирования". Микроэлектроника (2001). T.30. ?4.
C.243-256.
2. Лукьянов Ф.А., Рау Э.И., Сеннов Р.А. "Глубина пробега первичных
электронов, размытие электронного пучка и пространственное разрешение в
электронно-зондовых исследованиях". Изв. РАН, сер. физич. (2009). T.73. ?4.
C.463-472.
3. Гостев А.В., Дицман С.А., Лукьянов Ф.А., Орликовский Н.А., Рау Э.И.,
Сеннов Р.А. "Метод и аппаратура электронной микротомографии в сканирующей
электронной микроскопии". ПТЭ (2010). ?4. C.124-134.
4. Рау Э.И., Савин В.О., Сеннов Р.А. "Пространственное разрешение,
информационная глубина и контраст изображений подповерхностных структур,
визуализируемых в отраженных электронах в РЭМ". Поверхность (2000). ?12.
C.4-8.
5. Рау Э.И., Евстафьева Е.Н., Андрианов М.В. "Механизмы зарядки
диэлектриков при их облучении электронными пучками средних энергий". ФТТ
(2008). T.50. ?4. C.599-607.

13. Материально-техническое обеспечение
13.1. Помещения
Лекционные и семинарские занятия по дисциплине проводятся в соответствии с
требованиями к материально-техническим условиям реализации ООП (п.5.3.
образовательного стандарта МГУ по направлению подготовки «Физика»).
Аудиторный фонд для проведения учебных занятий включает достаточное
количество поточных аудиторий для проведения лекционных занятий (число
посадочных мест не менее 200), 20 аудиторий для проведения семинарских
занятий с количеством посадочных мест не менее 25 в каждой аудитории.
13.2. Оборудование
Для проведения лекционных занятий в каждой из поточных аудиторий
предусмотрены: учебная доска большого формата, компьютер, проектор, экран.
13.3 Иные материалы
Курс имеет электронную версию для презентации. Лекции читаются с
использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного
оборудования.