Кафедра «Микро- и наноэлектроника» в МФТИ

Кафедра «Микро- и наноэлектроника» в МФТИ

Кафедра «микро- и наноэлектроники» представляет собой учебный и научно-исследовательский центр по подготовке высококвалифицированных специалистов микроэлектронной индустрии, способных работать с самыми современными процессами научно-исследовательских работ, опытно-конструкторских разработок и производства. Кафедра создана на базе Физтех-школы электроники, фотоники и молекулярной физики (ФЭФМ) в 2011 году. Необходимость ее создания была связана с ростом технологической и схемотехнической сложности интегральных микросхем и технологий, что требует привлечения нового поколения специалистов-физиков.

Описание деятельности кафедры
Базовым предприятием кафедры является «Научно-исследовательский институт молекулярной электроники» (АО «НИИМЭ»).

niime.jpg

АО "НИИМЭ"


  Обучение студентов и аспирантов на кафедре ведут 16 преподавателей, из них 4 профессора - доктора наук, 10 доцентов - кандидатов наук, кроме того, в штат кафедры входит 14 научных руководителей – сотрудников НИИМЭ.  Кафедру возглавляет академик РАН, д.т.н., профессор, генеральный директор АО «НИИМЭ» Г.Я. Красников, заместитель заведующего кафедрой – член-корреспондент РАН, д.т.н.  Е.С. Горнев.

   Студенты кафедры успешно совмещают образовательный процесс в МФТИ с научно-практической деятельностью в АО «НИИМЭ». В 2020-21 учебном году на кафедре проходит обучение 36 студентов и 30 аспирантов. Все студенты и аспиранты кафедры принимают участие в НИОКР, в том числе работах в рамках госзаказов, которые ведутся в подразделениях.

 

Экскурсионная лекция для студентов
Экскурсионная лекция для студентов

Защита выпускных квалификационных работ бакалавра
Защита выпускных квалификационных работ бакалавра


  Студенты имеют возможность стажироваться (на основе партнерских программ стажировок) в ведущих мировых научно-исследовательских центрах и лабораториях микро- и наноэлектроники: IMEC (Бельгия), CEA-Leti (Франция), Technische Universiteit Delft (Голландия), Ecole Speciale de Lausanne (Швейцария), Aselta (Франция), Leland Stanford Junior University (США), Mapper Lithography (Голландия) и др.

  Все студенты базовой кафедры принимаются на работу в АО «НИИМЭ» – студенты 4 курса МФТИ на должность «техник» с окладом от 20 000 руб.  Студенты 5 и 6 курса переводятся на должность «младший научный сотрудник». Стартовые условия оплаты труда магистров 5 и 6 курса составляют соответственно 27 000 и 38 000 руб. В институте осуществляется система оплаты труда, предусматривающая премирование сотрудников – размер премий может составлять до четырех ежемесячных окладов в год.

  Важным требованием к студентам кафедры является наличие публикаций в научных журнала, которые так же оплачиваются. Всем студентам предоставляется жилье за счет предприятия.

  Студенты кафедры получают уникальную возможность обмениваться знаниями и навыками на крупнейших международных отраслевых конференциях, в том числе на научной конференции МФТИ г. Долгопрудный, международной конференции «Электронная компонентная база и микроэлектронные модули» г. Алушта, международной конференции «Микро- и наноэлектроника» г. Звенигород, «Микроэлектроника» г. Алушта. В 2020 году обучающиеся кафедры подготовили более 100 докладов на 18 научно-технических конференциях и опубликовали более 20 статей в отечественных и зарубежных журналах. Около 50% всех докладов и публикаций от АО «НИИМЭ» осуществляется под авторством студентов и аспирантов.

  Список основных публикаций студентов и аспирантов за 2020 год:

  • А. Rezvanov, I. Zyulkov, E.S. Gornev, J.F de Marneffe, S. Armini. Area-selective grafting of siloxane molecules on low-k dielectric with respect to copper surface // Materials for advanced metallization (МАМ 2018). Abstract Book. –Milano. –2018. – P. 189–190.
  • М.А. Шерметова, В.А. Четвериков. Исследование размеров зерен кремниевого Нанопорошка// Сборник материалов VII Международной научной конференции для молодых ученых. «Наноматериалы и нанотехнологии: проблемы и перспективы». Саратов.: Сарат. гос.техн.ун-т, 2018. – С. 41–45.
  • Е.И. Титова, Г.В. Баранов, А.С. Ключников. Особенности проектирования профилей легирования активных областей tri-gate FinFET на КНИ// Тезисы докладов XVII Всероссийской научно-технической конференции «Электроника, микро- и наноэлектроника» М.: ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, 2018. – С. 79.
  • А.А. Шарапов, Г.В. Баранов. Анализ факторов воздействия на шероховатость топологических структур Si микроэлектроники// Сборник тезисов 4-й Международной научной конференции «Электронная компонентная база и микроэлектронные модули». М.: Техносфера, 2018. – С. 205 – 207.
  • А.А. Сапегин, М.Ю. Барабаненков, А.Г. Итальянцев, М.Э. Макаров. Принципы построения фотонных АЦП и перспективы их реализации в интегральном исполнении// Сборник тезисов 4 Международной научной конференции «Электронная компонентная база и микроэлектронные модули». М.: Техносфера, 2018. – С. 261 – 262.
  • G.V. Baranov. The effect of Frenkel pairs components separation during ion implantation into SiO2–Si structure// Proceedings of the 26 th Int.Symp. «Nanostructures: Physics and Technology» Minsk.: 2018. –Р.146.
  • O.M. Orlov, D. R. Islamov, V.A. Gritsenko, A.O. Lebedev, S.V. Ivanov, G.N. Semin, G.Ya. Krasnikov, T.V. Perevalov. Research of charge transport and stress induced leakage current in thermal oxide on silicon// E-MRS 2018 SPRING MEETING Strasbourg, Nanomaterials- electronics & -photonics. Poster Session I. K.PI.47
  • А.А. Резванов, И.В. Матюшкин, О.П. Гущин, Е.С. Горнев. Моделирование динамики интегральной диэлектрической проницаемости пористой Low-k органосиликатной пленки при сухом травлении фоторезиста в О2 – плазме// Микроэлектроника. – 2018. –Т. 47. – № 6. –С. 48–59.
  • П.В. Панасенко, А.В. Волосов, М.Д. Пяточкин. Моделирование тепловых процессов в СВЧ модулях с различными основаниями// Сборник докладов 3-й Международной научной конференции «Электронная компонентная база и электронные модули». М.: Наноиндустрия. Спецвыпуск, 2018. – №82. –С.443.
  • А.С. Бенедиктов, Н.А. Шелепин, П.В. Игнатов, А.А. Михайлов, А.Г. Потупчик. Исследование динамических характеристик высокотемпературных элементов КНИ КМОП СБИС// Микроэлектроника. – 2018. –T. 47. –№ 3. C. 222-225.
Сотрудники кафедры
Красников Геннадий Яковлевич

Красников Г.Я.

 Академик, член Президиума РАН, академик-секретарь Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН, д.т.н., профессор.

 Заведующий кафедры микро- и наноэлектроники, руководитель приоритетного технологического направления Российской Федерации по электронным технологиям, генеральный директор Научно-исследовательского института молекулярной электроники (НИИМЭ), председатель Совета директоров ПАО «Микрон». Член президиума экспертного совета Фонда содействия инновациям; Член Президиума Аттестационной комиссии МФТИ.

  Ведущий российский специалист в области физики полупроводников, полупроводниковых приборов, технологии создания сверхбольших интегральных схем. Автор и соавтор более 400 научных работ в отечественных и зарубежных рецензируемых изданиях, четырех научных монографий и более 40 авторских свидетельств и патентов.

   Лауреат государственной премии РФ в области науки и технологии, трёх премий Правительства РФ в области науки и техники. Награжден орденом Почёта, орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени, орденом Дружбы, орденом Александра Невского, орденом Славы III степени республики Мордовия, медалью ЮНЕСКО «За вклад в развитие нанонауки и нанотехнологий. Отмечен личными благодарностями президента РФ, председателя Правительства РФ, руководителей федеральных органов исполнительной власти, губернаторов ряда регионов РФ.


Горнев Евгений Сергеевич

Горнев

   Член-корреспондент РАН, д.т.н., профессор.
   Заместитель заведующего кафедры микро- и наноэлектроники.
Лауреат государственной премии СССР, дважды лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники. Имеет государственные награды. 
тел.: 8(495) 229-55-70
E-mail: egornev@niime.ru



Беляев Алексей Юрьевич

Секретарь кафедры микро- и наноэлектроники
тел.: 8(495) 229-70-94
E-mail: albelyaev@niime.ru

Выпускники кафедры

 Выпускники кафедры - высококвалифицированные специалисты полупроводниковой индустрии. Уровень подготовки специалистов отвечает высоким международным стандартам. В 2020 г диплом бакалавра получили 6 человек, диплом магистра 9 человек.

  Всем выпускникам магистратуры институт оказывает содействие при поступлении в аспирантуру. В 2020 году в аспирантуру поступило 7 человек. Всего на кафедре успешно защитили кандидатскую диссертацию 4 выпускника. Уникальная образовательная программа, зарубежные стажировки, национальные и международные конференции и другие мероприятия для обмена опытом с ведущими учеными в области современной микроэлектроники позволяют молодым специалистам успешно интегрироваться в научно-исследовательские проекты на базе АО «НИИМЭ» еще в процессе обучения:

Баранов Г.В.

Баранов
– начальник лаборатории перспективных разработок отдела разработки СВЧ-устройств, выпускник магистратуры физтеха (2014г.), успешно окончил аспирантуру МФТИ и защитил кандидатскую диссертацию (2018г.). Стажировался в одном из ведущих мировых научно-исследовательских центров микро- и наноэлектроники – IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) в Левене (Бельгия);

Резванов А.А.

Резванов
– начальник лаборатории перспективных технологических процессов, выпускник магистратуры физтеха (2016г.), успешно окончил аспирантуру МФТИ и защитил кандидатскую диссертацию (2019г.). Стажировался в научно-исследовательском центре микро- и наноэлектроники – IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) в Левене (Бельгия);

Теплов Г.С.

Теплов
– старший научный сотрудник управления руководителя приоритетного технологического направления, выпускник аспирантуры физтеха, успешно защитил кандидатскую диссертацию (2018г.);

Захаров П.С.

Захаров
– начальник лаборатории отдела функциональной электроники, выпускник аспирантуры физтеха, успешно защитил кандидатскую диссертацию (2017г.);

Сапегин А.А.

Сапегин
– начальник лаборатории радиофотоники отдела функциональной электроники, выпускник магистратуры физтеха (2018 г.), аспирант МФТИ, готовится к защите кандидатской диссертации в 2021 году;

Бурякова Т.В. – выпускница магистратуры физтеха (2014г.), поступила в докторантуру Федеральной политехнической школы Лозанны «Ecole Speciale de Lausanne», Швейцария;

Зюльков И.Ю. – выпускник магистратуры физтеха (2014г.), успешно окончил обучение в аспирантуре ведущего мирового научно-исследовательского центра микро- и наноэлектроники – IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre) в Левене (Бельгия);

Жевненко Д.А. – научный сотрудник, выпускник магистратуры физтеха (2019 г.), аспирант МФТИ.

Перечень областей научных исследований

 Магистерская программа ориентирована на подготовку высококвалифицированных специалистов, способных работать с самыми современными процессами полупроводниковой индустрии в сфере организации и проведения теоретических и экспериментальных исследований полупроводниковых микро- и наноструктур, а также в сферах моделирования, разработки и применения микро- и наноэлектронных схем и технологических процессов их создания по самым современным направлениям микроэлектроники. Основные направления исследований и разработок:


Работа технолога в чистой комнате
Работа технолога в чистой комнате

  • Исследование материалов для функциональных элементов и межсоединений устройств микро- и наноэлектроники;

  • Разработка физико-технологических моделей процессов изготовления современных интегральных микросхем;

  • Разработка и имплементация средствами САПР математических моделей и алгоритмов в предметной области проектирования и технологии интегральных схем, а также исследование специальных методов численного (имитационного и аналитического) моделирования и программирования;

  • Разработка и исследование технологического процесса формирования изображений с размерами менее 10 нм в фоторезистивных и технологических слоях интегральных микросхем (разработка и применение новых материалов, нового оборудования, моделирование, разработка и применение новых процессов фотолитографии);

  • Исследование структурных и электрофизических свойств материалов, выращенных методом атомно-слоевого осаждения, определение перспектив использования наноразмерных слоев этих материалов в элементах энергонезависимой памяти типа FRAM и ReRAM;

  • Создание устройств энергонезависимой памяти, основанных на новых принципах запоминания, обладающих улучшенной стойкостью и большим ресурсом переключения;

  • Разработка, создание и исследование функциональных элементов современной и перспективной микро- и наноэлектроники - транзисторных структур с вертикальным каналом, FinFet транзисторы;

  • Исследование элементной базы и технологических процессов радиофотоники для высокочастотных оптических АЦП;

  • Исследование трехмерных интегрированных структур для многофункциональных гибридных сборок;

  • Разработка и исследование автономных навигационных систем датчиков и преобразователей для БИНС (бесплатформенных инерциальных навигационных систем);

  • Разработка широкополосных высокочувствительных молекулярно-электронных датчиков нового поколения для сейсмо- и гидроакустической разведки;

  • Разработка и исследование современных интегральных схем: аналого-цифровых преобразователей, схем памяти, программируемых логических интегральных схем, схем управления питанием;

  • Программирование логических интегральных схем (ПЛИС);

  • Исследование и разработка сложнофункциональной компонентной базы для систем связи и радиолокации на основе активных фазированных антенных решеток (АФАР), а также для цифровых антенных решеток (ЦАР);

  • Исследование и разработка трехмерных гетероинтегрированных радиоэлектронных узлов на основе TSV-интерпозеров для построения модулей планарных АФАР (ЦАР);

  • Исследование и разработка радиочастотных идентификаторов ВЧ и УВЧ диапазонов на базе микросхем микро- и наноэлектроники;
  • Разработка микросхем космического применения.
Перечень направлений подготовки

  Подготовка выпускников магистратуры и аспирантуры осуществляется по следующим направлениям:

  • Физика и технология наноэлектронных приборов (01.09.43)
  • Электроника, радиотехника и системы связи (11.06.01)
  • Физика и астрономия (03.06.01)

Учебные курсы

4 курс

  1. Метрологическое обеспечение наноэлектроники, лекции, Бегишев А.Р. 
  2. Современные методы математического моделирования, лекции, к.ф-м.н, доц. Матюшкин И.В.
  3. Семинар по современным проблемам микроэлектроники, д.т.н., проф. Горнев Е.С.
  4. Введение в микроэлектронику. Основы схемотехники, лекции, к.т.н. Эннс В.В.
  5. Физика полупроводниковых приборов, лекции, к.т.н., доцент, Плотников Ю.И.
  6. Моделирование технологических процессов микроэлектроники, семинары, к.ф-м.н, доц.  Матюшкин И.В.
  7. Моделирование в среде TCAD, лекции, к.ф-м.н, доц. Матюшкин И.В.
  8. Физико-химия поверхности материалов микро и наноэлектроники, лекции, д.х.н., доц. Бокарев В.П.

5 курс

  1. Основные технологические процессы микро- и наноэлектроники, лекции, Игнатов П.В.
  2. Физика процессов в монокристаллическом кремнии, лекции, д.ф-м.н., проф. Итальянцев А.Г.
  3. Семинар по современным проблемам микроэлектроники, д.т.н., проф. Горнев Е.С.
  4. Проектирование аналоговых микросхем, лекции, к.т.н., доц. Эннс В.И.
  5. Технология микроэлектроники на базе сложных полупроводниковых соединений, лекции, к.т.н., Волосов А.В.
  6. Элементная база управляющих вычислительных систем, к.т.н. Тельминов О.А.
  7. Математическое моделирование микро- и наносистем, лекции, к.ф-м.н, доц. Матюшкин И.В.
  8. Интеграция технологических процессов микро и наноэлектроники, лекции, Игнатов П.В.
  9. Физика дефектов в технологии микро и наноэлектроники, лекции, проф., д.ф.-м.н. Масловский В.М.
  10. Проектирование микроэлектронных изделий с топологическими нормами до 90 нм, лекции, к.т.н. Ракитин В.В. 
  11. Основы схемотехники СВЧ микросхем, лекции, д.т.н. Ефимов А.Г. 


6 курс

  1. Квантово-химическое моделирование в наноэлектронике, семинар, к.ф-м.н, доц. Матюшкин И.В.
  2. Семинар по современным проблемам микроэлектроники, член кор. РАН. д.т.н., проф. Горнев Е.С.
  3. Фотонные интегральные схемы, лекции, к.ф.-м.н., доцент, Свидзинский К.К.