«УТВЕРЖДАЮ»
Зав. кафедрой
«……» _ 2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МСТ-ДАТЧИКОВ
(наименование дисциплины (модуля) Направление/специальность подготовки Приборостроение Профиль/специализация подготовки Технология приборостроения Квалификация (степень) выпускника бакалавр (бакалавр, магистр, специалист) Форма обучения очная (очная, очно-заочная) г. Пенза 2013 г.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения учебной дисциплины (модуля) «Технология изготовления МСТ-датчиков» являются формирование профессиональной компетенции:ПК-7: «Способен рассчитывать и проектировать элементы и устройства, основанные на различных физических принципах действия».
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «Технология изготовления МСТ-датчиков» относится к профессиональному циклу Б.3. Данная дисциплина базируется на знаниях, полученных в ходе изучения курсов «Метрология, стандартизация и сертификация», «Технология изготовления приборов», «Физические основы получения информации», «Основы проектирования приборов и систем». Учебная дисциплина «Технология изготовления МСТ-датчиков» готовит студента к освоению профессиональных компетенций ПК-4, ПК-33.
3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) / ОЖИДАЕМЫЕ
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО
ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
В результате освоения дисциплины студент должен:1) Знать: физических принципов действия интегральных датчиков, базовых конструктивно-технологических решений, используемых при проектировании и производстве интегральных датчиков физических величин, основных технологических процессов изготовления интегральных датчиков.
2) Уметь: рассчитывать и проектировать варианты топологии и конструкции чувствительных элементов интегральных датчиков давления, перемещения, интегральных микромеханических акселерометров.
3) Владеть: методиками разработки технологических процессов изготовления, сборки и испытания чувствительных элементов и интегральных датчиков физических величин.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Общая трудоемкость дисциплины составляет _4_ зачетных единицы, _144_ часов.Формы текущего контроля успеваемости Виды учебной деятельности, семестра Семестр Неделя (по неделям Раздел № включая самостоятельную работу семестра) учебной п/п студентов дисциплины Форма и трудоемкость (в часах) промежуточно основной элемент в микросистемной Механические и электрофизически Применение кремниевых тензорезисторов в физических физических технологический изготовления интегральных полупроводников химической окисления, травления, легирования, фотолитографии.
технологическая оснастка, режимы проведения технологических операций для получения интегральных заданными метрологическим эксплуатационны характеристиками испытаний интегральных полупроводников ых датчиков физических
5.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В процессе освоения студентами дисциплины «Технология изготовления МСТ-датчиков используются следующие образовательные технологии»:Лекции с применением мультимедийных технологий;
Практические занятия;
Самостоятельная работа студентов;
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Для проведения текущего контроля успеваемости студентов предусмотрены следующие контрольные вопросы:1. Понятие микросистемной техники. Особенности, основные положения, этапы развития микросистемной техники.
2. Кремний как основной элемент для изготовления интегральных датчиков. Общие сведения о кремнии, элементарная ячейка кремния.
Анизотропия, индексы Миллера.
3. Искажение кристаллической решетки кремния, поверхность кристалла, дефекты, плотность дислокаций.
4. Монокристаллический и поликристаллический кремний.
Механические и электрофизические свойства кремния 5. Обобщенная структура составляющих тензоэффекта в тензорезисторах. Коэффициент тензочувствительности 6. Применение различных физических эффектов для проектирования интегральных датчиков.
7. Принципы построения чувствительных элементов датчиков давлений на основе тензорезистивного эффекта, измерительный мост Уитстона.
8. Варианты топологии и конструкции чувствительных элементов интегральных датчиков физических величин.
9. Конструктивно – технологический и схемотехнический способы компенсации температурной погрешности интегральных датчиков.
10. Компенсация температурной погрешности при питании датчиков током и напряжением. Температурная компенсация начального выходного сигнала и чувствительности полупроводниковых чувствительных элементов датчиков.
11. Емкостные полупроводниковые датчики давления.
12. Микромеханические акселерометры.
13. Датчики Холла. Химические датчики.
14. Типовой технологический процесс изготовления чувствительных элементов интегральных датчиков.
15. Операции химической очистки, окисления, травления, ионного легирования, диффузии, фотолитографии Темы лабораторных работ:
1. Исследование топологии чувствительного элемента интегрального датчика 2. Определение градуировочной характеристики интегрального датчика 3. Исследование температурной зависимости характеристик чувствительного элемента интегрального датчика давления 4. Определение погрешности интегрального датчика давления Темы практических занятий 1. Расчет характеристик чувствительного элемента интегрального датчика давления.
2. Разработка типового технологического процесса изготовления чувствительного элемента интегрального датчика давления class='zagtext'>7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
а) основная литература:1. Гридчин В.А., Драгунов В.П. Физика микросистем: Учеб. пособие.
В 2 ч. Ч. 1. -Новосибирск: Изд-во ПГТУ, 2004. - 416 с. - (Серия «Учебники НГТУ»).
2. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. радио, 1980. - 420 с.
Энергоатомиздат, 1983.
4. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. - М.: Мир, 1989.
5. Чернышев Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем - М.: «Радио и связь», 1988.
б) дополнительная литература:
1. Дж. Най Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц - М.: Мир, 1987.
2. J.C. Greenwood, "Silicon in Mechanical Sensors," J. Phys. E, Sci.
Instrum., vol. 21, pp.1114-28, 1988.
3. Fundamentals of microfabrication: the science of miniaturization / Mark J. Madou. -2nd ed.- CRC Press, 2002.
4. ОСТ 107.460084.200-88. Микросборки. Общие требования и нормы конструирования.
5. The MEMS handbook / Mohamed Gad-el-Hak. - CRC Press, 2002.
6. M. Elwenspoek, H. Jansen. Silicon Micromachining. p.cm. - (Cambridge studies in semiconductor physics and microelectronic engineering; 7). - Cambridge University Press. - 1998 (ISBN 0 521 59054 X).
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы www.bsac.eecs.berkeley.edu.
www.mems.sandia.gov
6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Занятия по дисциплине «Технология изготовления МСТ-датчиков»проводятся в лекционных аудиториях, оборудованных специализированной учебной мебелью и средствами мультимедиа (ноутбук, проектор, проекционный экран) Лабораторные занятия проводятся в специализированной лаборатории электронных приборов. Для выполнения работ оборудованы четыре рабочих места. В состав каждого рабочего места входят:
Микроскоп…………………………………………………………………………1 шт.
Устройство для исследования характеристик полупроводниковых кристаллов (зондовое устройство МКНИ. 757644.050) 1 шт.
Универсальный лабораторный стенд с набором сменных макетных плат 1 шт.
Образцы полупроводниковых чувствительных элементов 5 шт.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки «Приборостроение»_.
Автор(ы) к.т.н, доцент Волков В.С. _ Рецензент(ы) Программа одобрена на заседании (Наименование уполномоченного органа вуза (УМК, НМС, Ученый совет) от _ года, протокол №
«