Дипломная работа

<< Вернуться к списку курсовых работ

Подключите Ваш компьютер к проекту распределённых вычислений!
Этим Вы окажете большую помощь науке и медицине.
См. подробнее: http://solidstate.karelia.ru/~yura/pyldin/yura/computing.htm

Министерство образования Российской Федерации

Петрозаводский государственный университет

Кафедра физики твердого тела

Дипломная работа

"Разработка и создание электронного курса дистанционного обучения "Технология СБИС" (для студентов ВУЗов)"

Выполнил:
Кузнецов Ю.В.
ФТФ, 6 курс, гр. 21607

Руководители:
доц., канд. физ. - мат. наук
Климов И. В.,
зав. кафедрой общ. физики,
канд. физ. - мат. наук
Назаров А.И.

Петрозаводск

2001

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ *

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ *

1. 1. Обзор существующих программ дистанционного обучения *

1. 2. Обзор программных средств *

1.2.1. Язык HTML *

1.2.2. Язык Java *

1.2.3. Язык JavaScript *

1.2.4. CGI-интерфейс *

1.2.5. Macromedia Flash *

Глава 2. ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ *

Глава 3. РЕАЛИЗАЦИЯ *

3.1. Логическая структура программы. Подбор материала *

3.1.1. Учебное пособие *

3.1.2. Система самоконтроля на JavaScript *

3.1.3. Система контроля *

3.1.4. Система самоконтроля на Flash *

3.2. Математическая структура программы *

3.2.1. Учебное пособие *

3.2.2. Система самоконтроля на JavaScript *

3.2.3. Система контроля *

3.2.4. Система самоконтроля на Flash *

Глава 4. ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С УЧЕБНЫМ ПОСОБИЕМ *

ВЫВОДЫ *

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ INTERNET *

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Наиболее интересные части учебника в плане реализации на HTML *

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Отзывы, полученные во время опытной эксплуатации *

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Тексты вопросов для системы самоконтроля на JavaScript *

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Тексты вопросов для системы самоконтроля на Flash *

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Тексты вопросов для системы контроля *

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, в связи с широким распространением персональных компьютеров и Internet'а, появилась новая возможность - дистанционное обучение. Сеть Internet растет экспоненциально, приблизительно удваивая свои размеры ежегодно, и такой рост наблюдается в течении последних семи лет. Понятно, что глобальная сеть является одним из лучших средств, с помощью которого можно представить всему миру необходимые публикации.

Сетью сейчас пользуются практически все ВУЗы и даже некоторые школы. Понятно, что внедрение Internet'а в учебные заведения должно как-то сказаться на методике преподавания того или иного предмета. Internet - это не только средство, где учащиеся могут получать дополнительную информацию. Современные технологии дали возможность организовать так называемое дистанционное обучение.

Например, приведем такую схему. На лекциях преподаватель рассказывает ученикам основы курса, а ученики, имея выход в сеть, получают дополнительную информацию. Эта дополнительная информация может быть взята как из необъятных мировых ресурсов глобальной сети, так и из так называемого электронного учебника, который разработан специально для читаемого курса. Ученик может так же использовать средства электронной почты для связи с преподавателем.

Однако современные технологии Интернет позволяют не только опубликовать учебник или лекции, но и проводить контрольные работы, зачет. Поэтому к электронному учебнику должна прилагаться программа дистанционного контроля, а также система самоконтроля, с помощью которой изучающий курс, прочитав учебник, может оценить свои знания и подготовиться к зачету или контрольной работе.

Цель данной работы - разработка и создание электронного курса дистанционного обучения "Технология СБИС", включающая в себя электронный учебник, систему дистанционного контроля и самоконтроля знаний. Доступ к учебному пособию через компьютерную сеть позволит студенту в удобное для него время изучать материал курса. Система самоконтроля позволяет лучше усвоить материал, особенно, если самоконтроль производится регулярно в процессе чтения курса. Цель курса - предоставить материал для самостоятельного изучения физических основ и технологических приемов, используемых в современном микроэлектронном производстве. В учебнике рассматриваются как отдельные этапы технологического маршрута изготовления СБИС, так и особенности и возможности биполярной, КМОП, n-МОП технологий в целом, принципы создания логических элементов и методы контроля качества СБИС.

Необходимость создания данного программного средства заключалось в том, что в настоящее время книги по "Технологии СБИС" являются большой редкостью, в библиотеках их можно найти не более чем в 2-3 экземплярах и их не хватает, чтобы обеспечить всех студентов. Что касается новых книг, то они есть в продаже, но, к сожалению, очень дороги и не всем доступны.

Учебная дисциплина "Технология СБИС" предназначена для студентов 5 курса, обучающихся по программам бакалавров, специалистов и магистров по направлениям: 510400 "Физика", 510404 "Физика полупроводников и микроэлектроника", 553100 "Техническая физика", 071400 "Физическая электроника". Учебное пособие может быть также полезно и для учащихся средних специальных учебных заведений, изучающих технологические основы производства сверхбольших интегральных схем - СБИС.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В этой главе рассматриваются существующие программы обучения и контроля знаний, предназначенные для дистанционной работы, а так же программные средства, которые применяются для их разработки.

1. 1. Обзор существующих программ дистанционного обучения

На примере некоторых из многих существующих в настоящее время учебников мы рассмотрим наиболее характерные подходы к методам дистанционного обучения.

Авторы И. А. Кожанов, А. В. Новиков, А. А. Решетов и С. В. Солобоев разработали "Компьютерный учебник по финансовой математике" (Новосибирский государственный университет) [1]. Эта программа была разработана в связи с тем, что бурное развитие финансового рынка в России предъявляет новые требования к качеству обучения в данной предметной области. Требуется не только обычный лекционный курс, но и возможность проверки полученных знаний в конкретной реальной (или гипотетической) рыночной ситуации для практического усвоения материала. Реализацией такого подхода и является данный учебник.

Учебник представляет собой размещенный в сети Internet гипертекстовый документ, содержащий текст курса по финансовой математике со стандартными свойствами перекрестных ссылок между излагаемыми темами и активным использованием графических средств представления информации. Но основными отличительными особенностями учебника являются, во-первых, реализованные в нем вычислительные алгоритмы финансовой математики, во-вторых, непосредственный доступ к рядам финансовых данных (например, итогам торгов на биржах), распространяемым в сети Internet.

Реализованные в учебнике вычислительные алгоритмы помогут пользователю сразу проверить и применить полученные знания в реальной ситуации. Пользователь получает возможность произвести вычисления по известным и авторским детерминированным алгоритмам и даже промоделировать прогнозируемую ситуацию - в учебнике реализованы алгоритмы вычислений методом Монте-Карло (методом статистического моделирования) - наиболее сложные, трудоемкие, но одновременно и очень мощные алгоритмы финансовых вычислений. При разработке особую сложность представляла собой эффективная реализация процедур моделирования больного количества траекторий некоторого случайного процесса для поддержки вычислений в режиме on-line.

Учебник может быть полезен как студенту, изучающему финансовую математику или срочные финансовые операции, так и финансисту-практику (в части использования алгоритмов). Использование алгоритмов не требует от пользователя практически никаких специальных знаний в области вычислительных методов и статистического моделирования (что достаточно сложно для большинства обучающихся по данной специальности, так как у них нет хорошей математической подготовки и нет возможности кодировать соответствующие алгоритмы самим).

Разработанная при создании учебника методика может быть применена при написании аналогичных интерактивных обучающих систем в любой другой предметной области, где требуется проверка и отработка знаний в реальных ситуациях и при реальных вычислениях.

Достоинством этого учебника является, несомненно, возможность не только обучаться финансовой математике, но и моделировать различные ситуации в этой области. Но в этой программе отсутствуют средства контроля и самоконтроля, что является ее недостатком.

Авторы И. А. Лебедев и Н. В. Каменский разработали "Комплекс средств для разработки и представления учебных материалов, функционирующих в среде Internet". (Новосибирский государственный университет) [1]. Целью их работы было создание учебных курсов для дистанционного обучения, основанных на использовании баз данных и более сильного применения средств мультимедиа, которые предоставляет Internet. Мультимедиа технологии являются хорошей основой для создания компьютерных учебных курсов, однако реальное их использование в учебном процессе имеет эпизодический характер. В значительной мере это связано с отсутствием эффективной методики создания таких курсов, сочетающей низкие трудозатраты в построении учебных материалов с простотой их обновления и пополнения.

Перспективной технологией создания компьютерных курсов является их организация в виде Баз данных Учебных Материалов (БУМ) с публикацией в Internet. Предполагается комплект средств создания и использования учебных курсов на основе Web-технологий, что обеспечивает коллективное создание и многоразовое использование учебных материалов. Основная схема организации курсового обеспечения состоит в следующем. БУМ выполняются в виде реляционных баз данных, расположенных на SQL-сервере и имеющих гибкую структуру, настраиваемую администратором курса в соответствии со структурой учебных данных. Взаимодействие между клиентом и БУМ организуется через универсального Web-клиента (MS Internet Explorer или Netscape Navigator) и WWW сервер, работающий в паре с гибридным CGI интерфейсом.

Разработанное программное обеспечение может использоваться как лекторами и студентами при обучении, так и авторами для построения БУМ. В настоящее время построены БУМ по археологии Южной Сибири и Центральной Азии, в которых представлены материалы о средневековых кочевниках Сибири.

На основе этих материалов созданы электронные лекции [12].

Достоинством этого комплекса является его гибкость. Использование баз данных позволяет легко вносить изменения в читаемый курс. В этой программе, как и в предыдущем случае, отсутствуют средства контроля и самоконтроля, но идея использования баз данных может быть использована для их создания.

В работе "Опыт создания системы поддержки интерактивных учебных курсов на базе WWW- и SQL- серверов" (Ш. Р. Яхин, Новосибирский госуниверситет) [1], обсуждалась проблема создания компьютерных инструментальных средств для создания учебных курсов. В последнее время эта проблема приобретает все большую актуальность в связи с развитием новых средств коммуникаций и расширением способов общения между людьми. В значительной мере это связано с развитием компьютерной сети Internet. Однако, даже при использовании традиционных подходов к организации учебных курсов, применение их на базе Internet-технологий является непростой задачей. В работе предполагается вариант некоторых технологических решений, облегчающих этот процесс.

За основу были взяты две технологии, обеспечивающие должную универсальность и независимость, а также обладающие широкими перспективами развития. Для хранения данных и процедур их обработки был использован механизм SQL-серверов (в частности Oracle SQL Server v7), который позволяет эффективно хранить и обрабатывать большие объемы структурированной информации. Для представления информации и реализации интерфейса взаимодействия была взята технология WWW-серверов и языка представления гипертекстовых данных HTML, обладающего развитыми средствами визуализации с применением графики, анимации, видео и звуковых вставок, программных элементов (Java) и др.

В работе рассматриваются проблемы построения интерактивных обучающих систем на базе технологий WWW и SQL серверов. Освещаются вопросы, связанные с проблемой хранения информации и технологические аспекты реализации подобных систем. Описывается модель представления данных, которая с одной стороны, легко реализуется средствами выбранных технологий, а с другой - позволяет удовлетворить следующим требованиям к инструментальной системе поддержки учебных курсов: возможность формирования структуры учебного курса; поддержка интерактивности; возможность реализации различных методических подходов к способу изложения материала; простота составления, расширения и модификации учебных курсов; возможность использования различных форм подачи учебного материала (текст, графика, видео, звук); индивидуализация и вместе с тем возможность охвата большой аудитории людей; наличие удобного интерфейса взаимодействия; возможность сбора статистических данных и оценки изучения курса как отдельным обучающимся, так и по группам.

Сетевая система дистанционного обучения (авторы - Васильев В. Н., Домненко В. М., Родионов С. А. и Шехонин А. А., Санкт-Петербургский Государственный Институт Точной Механики и Оптики) [13] обеспечивает открытый доступ как обучающихся, так и преподавателей на любом уровне информационных ресурсов - внутривузовском, национальном и мировом. В сетевой технологии могут быть реализованы различные способы и методы обучения: электронные учебники с удаленным доступом, электронные библиотеки, телеконференции студентов и преподавателей, тестирующие обучающие и аттестующие системы.

Важнейшими особенностями описываемой системы, представляющими интерес, можно считать следующие: открытость, универсальность и использование интегрированной базы данных.

Открытость системы заключается в том, что она не только предоставляет обучающие ресурсы любому пользователю-студенту, но и дает преподавателям неограниченные возможности разработки и развития курсов дистанционного обучения с использованием как несложного для освоения входного языка, так и интерактивного рабочего места.

Универсальность обеспечивается тем, что система позволяет использовать все известные формы тестовых заданий и развитую систему сценариев работы.

Программная структура системы содержит следующие основные части:

а) HTML-броузер, обеспечивающий гипертекстовый интерфейс взаимодействия пользователя с системой;

б) приложения (Java-аплеты), обеспечивающие интерактивность и осуществляющие взаимодействие с базами данных;

в) Web-сервер, который обеспечивает передачу HTML-документов в сети;

г) сервер баз данных, на котором хранится вся информация, используемая при обучении.

Таким образом, функционирование системы происходит по эффективной, но предельно простой схеме. Работа пользователя с системой осуществляется посредством стандартных программ-броузеров HTML-страниц. Приложения (Java-аплеты) обеспечивают интерактивное взаимодействие системы с пользователем (проведения обучения, текущего контроля знаний и аттестаций), извлечение и запись информации в базы данных.

Один вопрос или задача, предлагаемые для ответа обучаемому обычно называется тестовым заданием. Совокупность тестовых заданий, предъявляемых обучаемому в определенной последовательности в соответствии со сценарием, разработанным преподавателем, будем называть тестом. В рассматриваемой системе можно использовать тестовые задания любой из четырех основным форм:

а) закрытой, предусматривающей выбор обучаемым одного или нескольких правильных ответов из предложенного набора;

б) открытой, предусматривающей самостоятельную формулировку и ввод ответа обучаемым в виде целого числа, вещественного числа, текстового выражения;

в) на соответствие, предусматривающей установление обучаемым правильного соответствия между элементами двух множеств;

г) на установление правильной последовательности, предусматривающей указание обучаемым правильного порядка в перечисленном наборе элементов.

Особенно следует подчеркнуть возможность использования тестового задания открытой формы с тестовым ответом, в котором студент может вводить ответ в виде свободно составленного предложения или нескольких предложений. Для анализа правильности ответа используется универсальный анализатор, построенный на выделении в тексте ключевых слов - "дескрипторов" и образования из них логического выражения в соответствии с формулой, заданной преподавателем - автором теста [5].

Подводя итог, можно сказать, что данная система обладает очень богатыми возможностями. Она включает в себя и учебник, и средства контроля, и даже средства разработки вопросов. Отличительной чертой этой системы является возможность ввода ответа в виде свободно составленного предложения или нескольких предложений, что еще раз подчеркивает ее уникальность.

Программа дистанционного контроля знаний по курсу "Архитектура ЭВМ" (авторы Жуков А.А. и Магазинникова А.Л., Томский госуниверситет, радиофизический факультет) [14] предназначена для повышения эффективности освоения слушателями рассматриваемого материала. Традиционные способы решения данной проблемы - проведение зачетов и экзаменов затруднительно признать достаточными. У преподавателя просто не хватает времени, чтобы подробно разобрать основные вопросы курса с каждым студентом. Поэтому приходиться прибегать к лотерее в виде билетов или контрольных вопросов. Естественно, что при таком подходе в беседе с каждым конкретным студентом многие вопросы просто не рассматриваются или рассматриваются поверхностно.

Изменить ситуацию позволяет использование программных средств контроля знаний работающих в компьютерных сетях. В этом случае студент до беседы с преподавателем предварительно отвечает (через программу контроля знаний) на предлагаемый ему блок вопросов. Сделать он это может подключившись к компьютеру преподавателя по локальной или глобальной компьютерной сети. Результаты ответов студента сохраняются вычислительной системой и служат материалом для проверки его знаний и самостоятельности работы. Удовлетворительный результат компьютерного тестирования в этом случае можно рассматривать как допуск студента к беседе с преподавателем. Плохо подготовленный к зачету или экзамену студент проходит тестирование повторно.

Доступ к программе контроля знаний через компьютерную сеть позволяет студенту в удобное для него время пройти тестирование и лучше усвоить материал, особенно, если автоматизированный контроль проводится регулярно в процессе чтения курса. Для преподавателя появляется возможность более глубокой проверки знаний студента и в значительной мере уменьшается вероятность общения с неподготовленными слушателями.

Авторами предлагается комплекс программ для контроля знаний, который включает в себя: базу заданий (вопросы с возможными ответами), программу контроля знаний, программу работы над ошибками, базу результатов. Программа контроля может вести таблицы успеваемости тестируемых в которых указывается количество пройденных тем, количество правильных ответов по каждой теме, результаты работы над ошибками, время, затраченное на ответы и даты сеансов работы с системой. Выдает на экран вспомогательную информацию: краткое описание управляющих клавиш при работе с системой, ресурсы времени и оставшееся количество вопросов по теме.

Особенностью данной программы дистанционного контроля знаний является введение временного ограничения при ответе на вопросы, а так же возможность сохранения результатов работы.

В работе "Дистанционное обучение в гуманитарном образовании" (авторы В. П. Демкин, В. М. Вымятнин, Г. В. Можаева, Г. А. Тарунина, Томский государственный университет) [15] так же рассматриваются проблемы внедрения информационных технологий в образование.

Отличием дистанционного обучения от традиционного является удаленность преподавателя от студента, отсутствие их непосредственного контакта в процессе обучения. В этом отношении традиционная форма обучения всегда будет иметь преимущество, какой бы совершенной ни была техническая основа передачи информации. Тем не менее дистанционная форма обучения может в значительной степени дополнить очную форму, а в некоторых случаях и улучшить ее качество.

Внедрение компьютерных технологий дает возможность перехода на качественно иной уровень передачи информации. Кроме того, появление средств мультимедиа позволяет создать средства обучения с мощными интерактивными возможностями. Именно с появлением мультимедиа средств стала реальностью передача части учебного процесса от преподавателя компьютеру, а, следовательно, стало реальным и обучение на расстоянии. Тем не менее, все виды учебной деятельности компьютер на себя взять не может. Это утверждение очевидно для технических, естественнонаучных и физических специальностей, где обязательным является наличие лабораторного практикума, позволяющего приобрести практические навыки и мастерство.

Наиболее трудоемкой задачей педагога-методиста при создании компьютерного учебника является обеспечение дружественного пользовательского интерфейса, стимулирующего учащегося к дальнейшему обучению. Общая структура и интерфейс компьютерного учебника должны обеспечивать помощь обучающемуся при изучении теоретического материала или при решении задач путем анализа ошибок и подсказок. Это требует от автора умения прогнозировать ситуации, которые могут возникнуть при работе с компьютерным учебником.

Помимо того, что есть учебные пособия различных авторов, существуют также и средства для создания учебных пособий. Одно из них - WebCT. WebCT существует с января 2000 г. и предлагает услуги по созданию динамичной образовательной среды по разным дисциплинам, позволяющей осуществлять профессиональное общение и обмен информацией в академической среде. Сегодня платформа WebCT для электронного образования является одной из самых популярных. Более 39.000 преподавателей из 1.300 колледжей и университетов используют эту платформу для обучения 6 млн. студентов в 53 странах по 147.000 учебным курсам. [24]

WebCT - основанная на Web-технологии, инструментальная среда для создания учебных курсов, предназначенных для организации и сопровождения процесса обучения в режиме on-line в сети Интернет. Этот пакет был разработан в университете штата Британская Колумбия (США) и в настоящее время широко используется различными университетами и колледжами во всем мире.

WebCT использует следующие инструменты для создания режима интерактивного обучения: Web-страницы, информационные табло, электронную почту, глоссарий, календарь, Quiz.

Пакет WebCT никоим образом не ограничивает преподавателя в выборе инструментов для формирования авторских курсов. Диапазон типов учебных курсов может быть от простых структурированных последовательных курсов до динамических, интерактивных виртуальных классов. Структура разрабатываемого курса зависит от содержания и сложности изучаемого материала, а также от методологии взаимодействия учитель - ученик. WebCT обеспечивает постепенную адаптацию учащегося к интерактивной среде обучения и в конечном счете она становится альтернативой естественному способу обучения в классной комнате. Для того, чтобы начать обучение в среде WebCT, от учащегося требуется умение работать с электронной почтой и каким-нибудь Web-броузером.

В рамках пакета WebCT решаются следующие задачи:

разработка учебных курсов с использованием разнообразных форм и способов подачи учебного материала;
организация процесса обучения, коммуникаций и сотрудничества с помощью набора встроенных стандартных средств;
организация системы контроля администрации за ходом учебного процесса. [25]

На основе WebCT создан сетевой курс "Основы педагогики высшей школы". [26]. Виртуальный учебный курс "Основы педагогики высшей школы", созданный в программной оболочке WebCT, предназначен для студентов и аспирантов, обучающихся по экономическим специальностям. Курс содержит лекционный материал, тесты для самопроверки студентов, виртуальный семинар, итоговые тесты, также имеется информация о данном курсе, возможность общения с преподавателем и другими студентами по электронной почте. Курс представляет собой систему иерархически связанных окон.

На основной странице курса, куда студент попадает после введения своего имени и идентификационного пароля, размещены 4 кнопки: информация, календарь, материалы курса, почта; ниже размещен счетчик посещений данной страницы и ссылка для перехода на страницу работы с другими курсами.

При нажатии студентом кнопки "Информация" появляется окно, содержащее информацию о данном курсе, указания по изучению курса. При нажатии кнопки "Календарь", появляется окно с календарем на текущий месяц. Можно указать другой интересующий месяц или год. Текущие сутки выделены в календаре другим цветом. Студент может вводить и читать различные записи в любой день календаря, нажав на соответствующую дату. Календарь очень удобно использовать как расписание, помечая сроки проведения семинаров, сдачи тестов и т.д. Кнопка "Почта" предназначена для переписки с преподавателем и другими студентами. При нажатии кнопки "Материалы курса" выводится непосредственно содержимое курса. Студенту предлагается сначала прочитать лекцию в электронном виде, затем проверить свои знания с помощью теста самопроверки, поучаствовать в виртуальном семинаре и сдать итоговые тесты. При нажатии кнопки "Лекции" появляется окно, содержащее список предлагаемых лекций по этому курсу. Выбрав соответствующую лекцию, студент может читать ее в появившемся окне. Лекционный материал содержит помимо текста рисунки, графики, гипертекстовые ссылки (на ресурсы данного курса и на глобальные ресурсы Интернет). Рядом с меню находится иконка студенческого блокнота. Здесь он может делать какие-либо записи, составлять конспект. Доступ к лекции может осуществляться неограниченное число раз.

При нажатии кнопки "Самопроверка" появляется окно, содержащее вопросы и варианты ответов. При выборе студентом правильного ответа в нижней части окна появляется зеленая "галочка". Если ответ неверен - красный крестик. В отличие от итогового теста, результаты самопроверки будут известны только самому студенту, и он сможет пройти этот тест сколько угодно раз.

Семинар. Семинар проводится в режиме off-line. Тема семинара может быть задана преподавателем в информационном окне курса, разослана всем студентам по электронной почте, включена в текст лекции или может быть объявлена преподавателем в его первом высказывании в семинаре. Меню управления семинаром практически идентично меню управления почтой. Технически семинар представляет собой набор иерархически связанных электронных посланий преподавателя и студентов. Послания могут содержать вопросы, ответы на них, высказывания, замечания и др. Все послания и преподавателя, и студентов могут быть прочитаны любым студентом и преподавателем. Виртуальный семинар является весьма схожим аналогом обычного очного семинара. Любой участник семинара может высказаться по любому вопросу, может обратиться или ко всем участникам, или к кому-либо персонально. Преимущества виртуального семинара перед очным заключаются в том, что участники семинара могут принимать в нем участие в удобное для себя время, правда, при этом время проведения растягивается; участник может следить за обсуждением именно того, что его интересует, игнорировать не интересующие его высказывания.

Тесты. При нажатии студентом кнопки "Тест" окно, где студент может выбрать из списка нужный тест для сдачи. Здесь же указаны сроки, в которые можно сдать этот тест, время отведенное на сдачу теста, максимальная оценка за этот тест и информация о проделанных уже попытках. Кнопки "статистика" и "результаты" предназначены для отображения информации по сданным тестам: общая или по каждому вопросу отдельно. Здесь студент может ознакомиться с полученной оценкой, узнать на какие именно вопросы он дал правильный или неправильный ответ. Для сдачи определенного теста необходимо нажать на его название. После этого появляется окно, в котором содержатся указания по сдаче теста, инструкция по управлению, другая информация по использованию теста и кнопка начала теста. Вопросы теста высвечиваются в окне по одному. Но порядок ответа на вопросы студент может выбирать сам, нажимая на соответствующие номера вопросов в правом верхнем углу. Ответив на все вопросы теста, студент должен сдать тест на проверку, нажав клавишу "Закончить". В данном курсе использованы два вида вопросов: многовариантный, где студенту предлагается выбрать из вариантов ответа один или несколько правильных, и тест "развернутый ответ", где ему предлагается самому написать ответ. Помимо этих видов в оболочке WebCT существует ряд других видов вопросов. [26].

1. 2. Обзор программных средств

1.2.1. Язык HTML

Язык HTML (Hyper Text Markup Language - язык разметки гипертекста) предназначен для формирования документов и приведения их к виду, пригодному для просмотра с помощью программ-броузеров, например Netscape Navigator или MS Explorer. Основная идея, которая преследовалась при его разработке - создать такой формат документов, который не зависел бы от типа компьютера, на котором эти документы будут просматриваться.

HTML был разработан Тимом Бернерс-Ли во время его работы в CERN и распространен броузером Mosaic, разработанным в NCSA. В 1990-х годах он добился особенных успехов благодаря быстрому росту Web. В это время HTML был расширен и дополнен. В Web очень важно использование одних и тех же соглашений HTML авторами Web-страниц и производителями. Это явилось причиной совместной работы над спецификациями языка HTML. [23]

Существуют несколько версий HTML. HTML 2.0 (ноябрь 1995) был разработан под эгидой Internet Engineering Task Force (IETF) для упорядочения общепринятых положений в конце 1994 года. HTML+ (1993) и HTML 3.0 (1995) - это более богатые версии языка HTML. Несмотря на то, что в обычных дискуссиях согласие никогда не было достигнуто, эти черновики привели к принятию ряда новых свойств. Усилия Рабочей группы World Wide Web Consortium по HTML в упорядочении общепринятых положений в 1996 привели к версии HTML 3.2 (январь 1997). Большинство людей признают, что документы HTML должны работать в различных броузерах и на разных платформах. Достижение совместимости снижает расходы авторов, поскольку они могут разрабатывать только одну версию документа. В противном случае возникает еще больший риск, что Web будет представлять собой смесь личных несовместимых форматов, что в конечном счете приведет к снижению коммерческого потенциала Web для всех участников. В каждой версии HTML предпринималась попытка отразить все большее число соглашений между работниками и пользователями этой индустрии, чтобы усилия авторов не были потрачены впустую, а их документы не стали бы нечитаемыми в короткий срок.

Язык HTML разрабатывался с той точки зрения, что все типы устройств должны иметь возможность использовать информацию в Web: персональные компьютеры с графическими дисплеями с различным разрешением и числом цветов, сотовые телефоны, переносные устройства, устройства для вывода и ввода речи, компьютеры с высокой и низкой частотой и т.д. [23]

Сам HTML-документ представляет собой текстовый файл. В основе любого World Wide Web - документа лежат дескрипторы. Дескрипторы, которые заключаются в угловые скобки < >, описывают структуру и формат документа. Дескрипторы можно разбить на четыре группы в соответствии с выполняемыми ими функциями. Различают дескрипторы определения, описания, связи и дескрипторы, вызывающие средства мультимедиа.

Но сам по себе язык HTML, на котором создаются документы для Internet'а, является пассивным. Его даже нельзя назвать языком программирования. Он позволяет размещать на Web-страничке текст, картинки, организовывать ссылки, но не позволяет сделать Web-страничку активной. [3, 16]

Таким образом, далее следует рассмотреть средства, позволяющие сделать Web-страничку активной.

1.2.2. Язык Java

Связанные с языком Java технологии завоевали Internet, и вполне заслуженно, потому что они внесли выполняемые элементы в документы World Wide Web. Выполняемые элементы представляют собой программы, которые вложены в эти документы и выполняются внутри них. Именно Java-технология обеспечила возможность встраивать в Web-странички, созданные с помощью языка HTML, небольшие программы на языке Java, называемые аплетами. Язык программирования Java был создан фирмой Sun Microsystems и произошел от языка Oak. [4]

Язык Java является компилируемым. Программа сначала компилируется в архитектурно-независимый байт-код, который потом интерпретируется Web-броузером, поддерживающим Java. Поэтому Java-аплеты могут выполняться практически на всех аппаратных и программных платформах. [2]

Создание языка Java - это действительно один из самых значительных шагов вперед в области разработки сред программирования за последние 20 лет. Язык HTML был необходим для статического размещения страниц во "Всемирной паутине" WWW (World Wide Web). Язык Java потребовался для качественного скачка в создании интерактивных продуктов для сети Internet. [19]

Три ключевых элемента объединились в технологии языка Java и сделали ее в корне отличной от всего, существующего на сегодняшний день:

Java предоставляет для широкого использования свои аплеты (applets) - небольшие, надежные, динамичные, не зависящие от платформы активные сетевые приложения, встраиваемые в страницы Web. Аплеты Java могут настраиваться и распространяться потребителям с такой же легкостью, как любые документы HTML.
Java высвобождает мощь объектно-ориентированной разработки приложений, сочетая простой и знакомый синтаксис с надежной и удобной в работе средой разработки. Это позволяет широкому кругу программистов быстро создавать новые программы и новые аплеты.
Java предоставляет программисту богатый набор классов объектов для ясного абстрагирования многих системных функций, используемых при работе с окнами, сетью и для ввода-вывода. Ключевая черта этих классов заключается в том, что они обеспечивают создание независимых от используемой платформы абстракций для широкого спектра системных интерфейсов. [19]

Язык Java зародился как часть проекта создания передового программного обеспечения (ПО) для различных бытовых приборов. Реализация проекта была начата на языке С++, но вскоре возник ряд проблем, наилучшим средством борьбы с которыми было изменение самого инструмента - языка программирования. Стало очевидным, что необходим платформо-независимый язык программирования, позволяющий создавать программы, которые не приходилось бы компилировать отдельно для каждой архитектуры, и можно было бы использовать на различных процессорах под различными операционными системами.

Java обладает многими преимуществами, такими, как простота, безопасность, объектная ориентированность, надежность, интерактивность, независимость от архитектуры ЭВМ, высокая производительность, богатая объектная среда. Огромное преимущество Java заключается в том, что на этом языке можно создавать приложения, способные работать на различных платформах. К сети Internet подключены компьютеры самых разных типов - Pentium PC, Macintosh, рабочие станции Sun и так далее. Даже в рамках компьютеров, созданных на базе процессоров Intel, существует несколько платформ, например, Microsoft Windows версии 3.1, Windows 95, Windows NT, OS/2, Solaris, различные разновидности операционной системы UNIX с графической оболочкой X-Windows. Между тем, создавая сервер Web в сети Internet, вы бы наверняка хотели, чтобы им могло пользоваться как можно большее число людей. В этом случае вас выручат приложения Java, предназначенные для работы на различных платформах и не зависящие от конкретного типа процессора и операционной системы.

Программы, составленные на языке программирования Java, можно разделить по своему назначению на две большие группы. К первой группе относятся приложения Java, предназначенные для автономной работы под управлением специальной интерпретирующей машины Java. Реализации этой машины созданы для всех основных компьютерных платформ. Вторая группа - это так называемые аплеты (applets). Аплеты представляют собой разновидность приложений Java, которые интерпретируются виртуальной машиной Java, встроенной практически во все современные броузеры.

Приложения, относящиеся к первой группе (мы будем называть их просто приложениями Java), - это обычные автономные программы. Так как они не содержат машинного кода и работают под управлением специального интерпретатора, их производительность заметно ниже, чем у обычных программ, составленных, например, на языке программирования C++. Однако не следует забывать, что программы Java без перетрансляции способны работать на любой платформе, что само по себе имеет большое значение в плане разработок для Internet.

Аплеты Java встраиваются в документы HTML, хранящиеся на сервере Web. С помощью аплетов вы можете сделать страницы сервера Web динамичными и интерактивными. Аплеты позволяют выполнять сложную локальную обработку данных, полученных от сервера Web или введенных пользователем с клавиатуры. Из соображений безопасности аплеты (в отличие от обычных приложений Java) не имеют никакого доступа к файловой системе локального компьютера. Все данные для обработки они могут получить только от сервера Web. Более сложную обработку данных можно выполнять, организовав взаимодействие между аплетами и расширениями сервера Web - приложениями CGI и ISAPI.

Для повышения производительности приложений Java в современных броузерах используется компиляция "на лету"- Just-In-Time compilation (JIT). При первой загрузке аплета его код транслируется в обычную исполнимую программу, которая сохраняется на диске и запускается. В результате общая скорость выполнения аплета Java увеличивается в несколько раз.

Язык Java является объектно-ориентированным и поставляется с достаточно объемной библиотекой классов. Так же как и библиотеки классов систем разработки приложений на языке C++, библиотеки классов Java значительно упрощают разработку приложений, представляя в распоряжение программиста мощные средства решения распространенных задач. Поэтому программист может больше внимания уделить решению прикладных задач, а не таких, как, например, организация динамических массивов, взаимодействие с операционной системой или реализация элементов пользовательского интерфейса. [20]

1.2.3. Язык JavaScript

Назначение языка JavaScript - такое же, как и Java - позволить сделать Web-страничку активной. Язык JavaScript не имеет никакого отношения к языку Java, несмотря на схожее название. Java имеет очень немного средств для связи аплетов с броузером, что так необходимо разработчикам в их приложениях, в то время как JavaScript разрабатывался именно для этого. В отличии от Java, JavaScript является интерпретируемым языком. Программа на языке JavaScript размещается прямо в HTML-документе в виде исходного текста и автоматически компилируется в байт-код при загрузке документа в броузер. [2]

Для авторов HTML-документов JavaScript представляет важный шаг вперед на пути к созданию HTML-приложений, которые взаимодействуют с пользователем. Таким образом, главной целью языка JavaScript является обеспечение активного взаимодействия HTML-документов с пользователем. Этот язык не претендует на то, чтобы быть полномасштабным языком программирования, такими как Java и Си. Скорее, он является расширением языка HTML, облегчающим работу пользователя с конкретным броузером. Важен тот факт, что JavaScript-программы действительно являются выполнимым содержимым документов: они физически находятся внутри HTML-документов, в отличие от Java-аплетов, которые существуют вне документов, их активизирующих.

JavaScript "вышел на сцену" в конце 1995 года и к настоящему времени стал очень популярным и поддерживается многими броузерами. Язык JavaScript был создан компанией Netscape Communication Corporation в сотрудничестве с компанией Sun Microsystems. [2, 4]. Первоначальное название языка JavaScript было LiveScript. Затем, после того как язык Java получил всемирную известность, LiveScript переименовали в JavaScript. Возможно, это было сделано фирмой Netscape из коммерческих соображений: все, что имело в своем названии ключевое слово "Java", вызывало живой интерес. [4]

При разработке языка программирования JavaScript предполагалось, что он будет предназначен для непрофессионалов. По простоте использования JavaScript больше всего напоминает Basic, хотя с помощью него квалифицированные программисты могут решать достаточно серьезные и, что немаловажно, полезные задачи. JavaScript не предназначен для создания автономных программ или аплетов, и в этом он сильно отличается от других языков, таких как С или Java. Конструкции JavaScript встраиваются непосредственно в исходный текст документов HTML и интерпретируются броузером по мере загрузки этих документов. Более того, с помощью JavaScript вы можете динамически формировать и изменять текст загружаемого документа HTML. Еще одна важная особенность языка JavaScript - это его объектная ориентированность. И хотя объектно-ориентированные возможности JavaScript заметно беднее, чем в С++ или Java, они все же есть в этом языке. Программистам доступны многочисленные объекты, встроенные в броузер и загруженные в него документы HTML, такие как документы HTML, фреймы, формы, ссылки на другие документы и так далее. Допускается создание собственных классов, а также группирование объектов и структур данных для расширения базовых классов. С помощью конструкций JavaScript, встроенных в документы HTML, можно обрабатывать события. Эти события возникают в результате выполнения пользователем различных операций над документом HTML, загруженным в окно броузера. Это позволяет получать различные визуальные эффекты, например, изменение внешнего вида органов управления, когда над ними находится курсор мыши. Можно предварительно проверять данные, введенных пользователем в полях формы перед их отправкой для обработки на сервер Web, а также выполнять произвольные действия перед загрузкой документа HTML в окно броузера и делать другую полезную работу.

Заметим, что JavaScript не предназначен для создания сложных программ. Подобные задачи лучше решать с использованием других языков программирования, например, с помощью Java. Однако с помощью JavaScript вы можете быстро создавать активные страницы с достаточно сложным поведением. Этот язык несложен в изучении, а программы, составленные с его использованием, легко поддаются отладке. [4]

1.2.4. CGI-интерфейс

CGI - Common Gateway Interface является стандартом интерфейса (связи) внешней прикладной программы с Web сервером типа HTTP. Обычно гипертекстовые документы, извлекаемые из WWW серверов, содержат статические данные. С помощью CGI можно создавать CGI-программы, называемые шлюзами или CGI-скриптами, которые во взаимодействии с такими прикладными системами, как система управления базой данных, электронная таблица, деловая графика и др., смогут выдать на экран пользователя динамическую информацию. [21]. Главное назначение Common Gateway Interface - обеспечение единообразного потока данных между сервером и прикладной программой, которая запускается на сервере. [22]. CGI-скрипт запускается WWW сервером в реальном масштабе времени. WWW сервер обеспечивает передачу запроса пользователя шлюзу, а она в свою очередь, используя средства прикладной системы, возвращает результат обработки запроса на экран пользователя. Программа-шлюз может быть написана на языках Pascal, C/C++, Fortran, Perl, TCL, Unix Schell, Visual Basic, Apple Script и т.д. Как выполнимый модуль, она обычно записывается в поддиректорию с именем cgi-bin WWW сервера. [21].

1.2.5. Macromedia Flash

Macromedia Flash - очень мощное, при этом и простое в использовании, средство создания анимированных проектов на основе векторной графики со встроенной поддержкой интерактивности. Flash является идеальным рабочим инструментом для художников и дизайнеров, позволяющим дополнять создаваемые ими Web-проекты анимацией и звуком. Для работы с Flash не обязательно иметь какой-либо опыт в программировании - этот пакет позволяет создавать Web-узлы с элементами интерактивности без необходимости написания исходных кодов JavaScript, Java или HTML. [27].

Рассмотрим преимущества Macromedia Flash. Первое из них - это малые размеры и высокая скорость загрузки Flash-приложений. В основном это достигается за счет применения векторной графики. Традиционно графика передавалась в виде растровых изображений. Несмотря на то, что они были эффективными и часто очень художественными, растровые изображения требовали значительной полосы пропускания и не обладали ни одним из преимуществ векторной графики. Растровые графические файлы, например, почти всегда больше, чем их векторные эквиваленты (даже если они выглядят одинаково). Этот факт становится более очевидным при увеличении физических размеров графики. Однако, хотя векторная графика имеет преимущество в размерах файлов, некоторые графические эффекты могут быть достигнуты только с использованием растровых изображений. К счастью, Flash поддерживает и растровую графику. А благодаря использованию последних технологий сжатия, Flash помогает свести размер файла к минимуму даже при использовании растровых изображений. И последний, вероятно, решающий фактор, определяющий способность Flash создавать быстро загружающиеся приложения мультимедиа для Web - это передача содержимого в потоковом режиме. Несмотря на другие свои достоинства, без этой особенности Flash вряд ли бы стал таким практичным для использования в Web. Потоковая передача содержимого - это еще один пример технологии, порожденной необходимостью. До ее появления ограниченная скорость соединения не позволяла пользователям просматривать или прослушивать файлы, пока все их содержимое не было полностью загружено. Однако разработчики осознали, что пользователям не нужно видеть или слышать каждый байт файла одновременно: можно получить точно такое же впечатление от содержимого фильма, получая его постепенно.

Macromedia Flash позволяет работать не только с графикой но и со звуком. Flash поддерживает работу с Wav-файлами (Windows) и AIFF-файлами (Macintosh). У пользователей есть возможность работать не только с целым файлом, но и с отдельными его фрагментами. Это удобно, например, если при определенных условиях проигрывается первая часть файла, а при других - вторая. Это еще один из способов уменьшения размера конечного файла. В большинстве случаев стереозвучание Wav-файлов является избыточным, и размер файла можно уменьшить более чем в 10 раз. [17]

Другое немаловажное достоинство Flash - то что Flash-приложения будут одинаково работать во всех броузерах. Разработчики могут создавать продукты, включая любые замысловатости дизайна и интерактивности, и быть уверенными, что все это будет выглядеть и работать одинаково в любых броузерах, независимо от их типа и версии (З.х или выше). [27]

Еще одним достоинством Flash является интерактивность. Flash позволяет создавать кнопки, нажатие которых приводит к выдаче информации или другим действиям. Flash 4.0 поддерживает интерактивность с логикой типа "если-то-иначе" с помощью простого, но мощного языка сценариев. Во Flash 5.0, несмотря на название "ActionScript" - это уже почти полноценный язык программирования, с поддержкой условий, циклов, массивов, функций и классов, которые можно наследовать. [18]

На сегодняшний день Flash Player используют 222 миллиона человек, и каждый день его скачивает еще 1.4 миллиона. По данным Macromedia это позволяет 90% пользователей Сети просматривать страницы с Flash содержимым.

Глава 2. ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

В этой главе описано, какие программные средства были использованы для создания учебного пособия и объяснено, почему был сделан именно такой выбор.

Для разработки данного учебного пособия использовался язык гипертекстовой разметки HTML и язык JavaScript, являющийся расширением языка HTML. Язык HTML предназначен для формирования документов для просмотра их через сеть Internet. Он позволяет размещать на Web-страничке текст, картинки, организовывать ссылки, но не позволяет сделать страничку активной. Поэтому, кроме HTML, для разработки учебного пособия и был использован язык JavaScript, позволяющий внести в Web-страничку активные элементы. И если сам учебник, в принципе, можно сделать без использования JavaScript, то система самоконтроля целиком написана на нем.

На языке HTML создана пассивная часть учебного пособия и системы самоконтроля - тексты вопросов, варианты ответов, оглавление и т.д. Язык HTML был выбран, так как это единственный на сегодняшний день способ создания документов для работы с ними в Internet.

Для написания активной части пособия (получение данных об ответах и вычисление оценки в системе самоконтроля, а также для открытия/закрытия окон учебника) был выбран язык JavaScript.

Основания для выбора JavaScript следующие:

а) JavaScript более приспособлен для активного взаимодействия пользователя с HTML-документом, чем Java.

б) Активная и пассивная часть программы находятся в одном документе. JavaScript-программа интерпретируется при загрузке программы в броузер. Это повышает скорость разработки и загрузки программы, так как в первом случае не нужно прибегать к помощи компилятора, а во втором - для выполнения JavaScript-программы не нужна загрузка специальных программ (как в случае с Java) - все средства обслуживания JavaScript встроены прямо в Web-броузер.

в) JavaScript, как и Java поддерживается почти всеми Web-броузерами, но на JavaScript программы создавать более просто, чем на Java. Данная программа самоконтроля не требует того, что может Java, но не может JavaScript, поэтому нет смысла обращаться к сложной Java, когда с помощью JavaScript все необходимое можно сделать проще, да еще получив выигрыш в скорости, о чем говорилось выше.

Для создания системы самоконтроля можно было бы воспользоваться и CGI-интерфейсом, однако в этом случае с системой самоконтроля нельзя было бы работать с локального компьютера, поэтому и был выбран JavaScript. То, что JavaScript не имеет защиты, и пользователь может посмотреть правильный ответ, в данном случае не принципиально - система самоконтроля не предназначена для проведения зачета и получения оценки, а предназначена только для самооценки знаний.

Система контроля использует готовые CGI-скрипты, разработанные Вычислительным Центром ПетрГУ. Преимущество их использования в данном случае заключается в защищенности системы контроля, так как пользователь в данном случае не имеет доступа к вариантам ответов. Эти CGI-скрипты, или правильнее сказать, целая система, разработанная Вычислительным Центром, позволяют также не только проводить контрольную работу, но и вести учет посещаемости, статистику и т.д.

Для создания учебного пособия, редактирования Web-страниц и т.д. применялись программы FAR Manager [6] и Microsoft FrontPage [30]. Для создания, редактирования, конвертирования и оптимизации GIF и JPEG картинок применялись Microsoft PaintBrush, PICTVIEW [28], Ulead GIF Animator [29] и ACD See 32 [31]. Для создания Flash-версии системы самоконтроля был использован пакет Macromedia Flash 4.0 [32].

Глава 3. РЕАЛИЗАЦИЯ

3.1. Логическая структура программы. Подбор материала

3.1.1. Учебное пособие

В основу электронного учебника положен материал лекций по курсу "Технология СБИС", которые читались в ПетрГУ. Структура учебника, его главы и подглавы повторяет структуру этих лекций. Однако по сравнению с ними, в электронном учебнике материал представлен более широко и развернуто, так как содержимое лекций было значительно дополнено. Дополнительный материал был взят из литературы [7], [8], [9], [10], [11].

Учебник состоит из 13 глав:

Введение
Подготовка подложек
Эпитаксия
Осаждение окисных пленок
Окисление
Диффузия
Ионная имплантация
Литография
Травление
Металлизация
Технологии изготовления СБИС
Методы сборки и герметизации
Методы контроля и диагностики

В учебнике темы разбиты на подразделы. Каждый подраздел посвящен отдельному вопросу.

Внешне учебник состоит из двух фреймов. В левой части экрана приведено основное оглавление. В правом фрейме выводится содержание этих тем. При выборе необходимой темы открывается новое окно, куда и выводится материал. Для каждой темы открывается свое окно. Преимущество данной организации заключается в том, что сильно упрощается навигация, - не возникает путаница с кнопками "Назад" броузера и внутренней.

Также в учебнике сделаны ссылки на систему самоконтроля. В основном меню (левый фрейм) есть кнопка, вызывающая самоконтроль по всем темам. Кнопка, вызывающая самоконтроль по одной теме, расположена в конце оглавления каждой темы (правый фрейм).

3.1.2. Система самоконтроля на JavaScript

Система самоконтроля позволяет пройти тест либо по всем темам, либо только по одной. Ссылка на тест по всем темам сделана в конце основного оглавления (левый фрейм учебника), а ссылки на тест по отдельным темам - в конце каждого раздела (правый фрейм). По каждой теме предусмотрено 5 вопросов, которые выбираются случайным образом из 15. Вопросы следуют по одному, т.е. когда дан ответ на один вопрос, в этом же окне появляется другой. На вопрос пользователю предлагаются варианты ответов. В различных вопросах различное число вариантов ответов. Выбор правильного ответа производится из меню, причем на каждый вопрос есть только один правильный ответ. После выбора элемента меню пользователь нажимает кнопку "ГОТОВО".

Когда пользователю будут заданы все вопросы (либо 5, если был тест по одной теме, либо 60, если был выбран тест по всем темам), выводится окно с результатами. В окне с результатами представлено число правильных и неправильных ответов, процент правильных и неправильных ответов и оценка.

Все вопросы составлялись на основе материала электронного учебника. При составлении вопросов в первую очередь уделялось внимание тому, чтобы эти 15 вопросов были преимущественно из разных разделов темы. Вопросы составлялись так, чтобы было сложно угадать правильный ответ. Нужно знать определения, некоторые количественные характеристики.

Например, в первой теме один из вопросов формулируется так: "К чему приводит примесь кислорода в кремнии" и даются 3 варианта ответа. Правильным является ответ "К формированию доноров, повышению предела текучести и образованию дефектов". Интуитивно определить, что это правильный ответ довольно сложно - здесь нужны знания, полученные из учебника. Другой вопрос, например, формулируется так: "Что такое химическое переохлаждение" (см. рис. 1). Правильный ответ (3) можно также найти в электронном учебнике.

Рис. 1

3.1.3. Система контроля

Система контроля предназначена для проведения зачета. Она доступна только в том случае, если компьютер подключен к сети Internet. Для проведения зачета каждый студент получает у преподавателя свой login и пароль для доступа к системе. После авторизации пользователю выводится инструкция по прохождению теста. Далее, после нажатия кнопки "Начать тест" пользователь получает 10 вопросов и ему дается 80 минут на решение этих 10 задач. В случае если пользователь уже получал тест ранее, но по каким-то причинам не отправил его на проверку, то ему предоставляется две возможности: либо он получает тот же самый тест и решает его заново, либо дает системе контроля команду "Считать этот тест нерешенным и больше не спрашивать". Во втором случае из базы данных системы контроля, где хранится вся информация о тестах, которые выданы пользователю, удаляется информация об этой контрольной и пользователю выдается новый вариант контрольной. Однако число попыток решить контрольную, ограничено. Их число задает и контролирует преподаватель.

Если пользователь использует доступ к сети через модем и повременную оплату услуг сети Internet, он имеет возможность решать тест, отключившись от сети после его получения.

Каждому пользователю достаются разные задачи. Как уже отмечалось, предусмотрено 10 задач, каждая задача по своей теме (темы "Травление" и "Методы контроля и диагностики" пришлось объединить, так как данная система не больше 10 задач). Но по каждой теме предусмотрено несколько вариантов ответа (от 8 до 13). Когда система контроля формирует набор задач для выдачи студенту, из каждой темы случайным образом выбирается 1 задача, и в результате получается 10 задач из разных тем.

После решения контрольной пользователь нажатием соответствующей кнопки отправляет ее на проверку. Система контроля автоматически проверяет контрольную и выдает пользователю его оценку. Также система автоматически сохраняет эти данные в своей базе данных для того, чтобы преподаватель мог эти результаты просмотреть.

При составлении задач было предусмотрено, чтобы они могли оценить, насколько хорошо студент понимает процессы, происходящие на каждом этапе производства СБИС. В основном в вопросах предоставляется список ответов, где пользователь должен отметить правильные пункты. В некоторых вопросах необходимо ввести самому число или слово. На рисунке 2 показан вид экрана броузера с выданной контрольной.

Рис. 2.

3.1.4. Система самоконтроля на Flash

Данную систему на Flash разработал В. Б. Пикулев, чтобы один раз провести зачет по данному курсу, а потом уже использовать в качестве системы самоконтроля.

Flash-версия системы самоконтроля, как и система на JavaScript, предназначена для самооценки знаний. В тесте предлагается ответить на 10 вопросов, выбираемых из 90 случайным образом. Даются варианты ответа.

Большинство вопросов в данной системе те же, что и в системе самоконтроля на JavaScript. Но здесь добавлены также некоторые другие. На один вопрос здесь может быть не один ответ. Пользователь должен найти все правильные ответы и отметить их. После этого, нажав на кнопку Ready, пользователь попадает на следующую тему. Выйти из теста можно в любое время; войти можно только с начала. На рисунке 3 показан вид экрана, когда работает система самоконтроля на Flash.

Рис. 3.

3.2. Математическая структура программы

3.2.1. Учебное пособие

Как уже отмечалось выше, учебное пособие реализовано на HTML и JavaScript.Рассмотрим главный, или стартовый файл учебного пособия - mainfile.htm.

<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=windows-1251">
<TITLE>УЧЕБНИК ПО КУРСУ "ТЕХНОЛОГИЯ СБИС"</TITLE>
<FRAMESET cols="189,*" scrolling="auto">
<FRAME src="oglavl.htm" name="ogl">
<FRAME src="vveden/vveden.htm" name="main">
</FRAMESET>
</HEAD>
</HTML>

В данном файле описано деление окна броузера на 2 части - фреймы. Левый фрейм имеет фиксированную ширину - 189 пикселов. В него автоматически загружается файл oglavl.htm, содержащий кнопки для вызова отдельных тем. Во второй фрейм автоматически загружается HTML-документ, содержащий введение.

Рассмотрим файл oglavl.htm (полный текст его приведен в приложении). Он содержит несколько JavaScript-функций. Первая из них - trueVersion.

trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=3.0) ||
(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0);

Данная функция предназначена для определения версии броузера. Данный анализ необходим, так как доступ к массиву со всеми картинками документа на JavaScript осуществить в Internet Explorer версии не меньшей, чем 4.0 и Netscape Navigator версии не меньшей, чем 3.0. Доступ к картинкам необходим, чтобы можно было менять вид кнопок при наведении на них мышью. Таким образом, если версия броузера не позволяет это осуществить, то кнопки в данном броузере будут выглядеть неизменными, иначе же - будут менять свой вид при наведении на них мыши, что делает интерфейс учебника более привлекательным. Итак, если обнаружена приемлемая версия, то производится предзагрузка всех картинок с кнопками в массивы butt1, butt2 и т.д.

if (trueVersion) {
var butt1=new Array("mainpict/o_menu/o_vved_0.gif", "mainpict/o_menu/o_vved_1.gif")
var butt2=new Array("mainpict/o_menu/o_rost_0.gif", "mainpict/o_menu/o_rost_1.gif")
var butt3=new Array("mainpict/o_menu/o_epit_0.gif", "mainpict/o_menu/o_epit_1.gif")
var butt4=new Array("mainpict/o_menu/o_osaz_0.gif", "mainpict/o_menu/o_osaz_1.gif")
var butt5=new Array("mainpict/o_menu/o_okis_0.gif", "mainpict/o_menu/o_okis_1.gif")
var butt6=new Array("mainpict/o_menu/o_diff_0.gif", "mainpict/o_menu/o_diff_1.gif")
var butt7=new Array("mainpict/o_menu/o_impl_0.gif", "mainpict/o_menu/o_impl_1.gif")
var butt8=new Array("mainpict/o_menu/o_lit_0.gif", "mainpict/o_menu/o_lit_1.gif")
var butt9=new Array("mainpict/o_menu/o_trav_0.gif", "mainpict/o_menu/o_trav_1.gif")
var butt10=new Array("mainpict/o_menu/o_met_0.gif", "mainpict/o_menu/o_met_1.gif")
var butt11=new Array("mainpict/o_menu/o_t_iz_0.gif", "mainpict/o_menu/o_t_iz_1.gif")
var butt12=new Array("mainpict/o_menu/o_m_sb_0.gif", "mainpict/o_menu/o_m_sb_1.gif")
var butt13=new Array("mainpict/o_menu/o_m_kd_0.gif", "mainpict/o_menu/o_m_kd_1.gif")
var butt14=new Array("mainpict/o_menu/o_skon_0.gif", "mainpict/o_menu/o_skon_1.gif")
}

Далее в файле oglavl.htm описаны функции begin_all_main(),begin_all(ref) и test_Browser(), которые используются для вызова системы самоконтроля по всем темам (они описаны в следующей главе).

Рассмотрим HTML-код, описывающий кнопки.

Приведенный фрагмент описывает кнопку для вызова темы "Эпитаксия". Из приведенного кода видно, что по умолчанию загружается картинка o_epit_0.gif. При наведении мыши на ее месте выводится o_epit_1.gif, а когда указатель мыши уходит с изображения кнопки, снова выводится прежняя картинка o_epit_0.gif. При нажатии же на кнопку, в правом окне открывается файл с содержанием темы, в данном случае, темы "Эпитаксия".

Рассмотрим теперь внутреннюю структуру файла с содержанием темы на примере epitaks.htm. Целиком текст данного файла приведен в приложении, здесь же будет рассмотрено только самое главное - как происходит открытие окон, куда выводится сама тема. Список тем оформлен в виде <UL>:</UL>-списка. Вот отрывок из epitaks.htm:

<FONT SIZE=+1>Введение</FONT>
<ul>
<FONT FACE="Arial" SIZE=-1><B>
<li><A HREF="JavaScript:win_open('epit_pr')" OnMouseOut="window.status='';
return true" OnMouseOver="window.status='Причина появления и преимущества технологии изготовления эпитаксиальных пленок'; return true">
Причина появления и преимущества технологии изготовления эпитаксиальных пленок</A></li>
</B></FONT>
</ul>
<FONT SIZE=+1>Эпитаксия из газовой фазы</FONT>
<ul>
<FONT FACE="Arial" SIZE=-1><B>
<li><A HREF="JavaScript:win_open('epit_gas')" OnMouseOut="window.status=''; return true" OnMouseOver="window.status='Идея метода, схема реактора'; return true">
Идея метода, схема реактора</A></li>
<li><A HREF="JavaScript:win_open('epit_pmp')" OnMouseOut="window.status=''; return true" OnMouseOver="window.status='Процессы массопереноса'; return true">
Процессы массопереноса</A></li>
<li><A HREF="JavaScript:win_open('epit_him')" OnMouseOut="window.status=''; return true" OnMouseOver="window.status='Химическая кинетика'; return true">
Химическая кинетика</A></li>

Текст функции win_open для открытия окна находится в файле openw_js.js. Вот ее код:

function win_open(ref) {
var name=ref+".htm";
var win1=open(name,'window_text'+ref,
'copyhistory=0,scrolling=1,height=374,width=628,scrollbars=1,resizable=1,menubar=1')
}

Таким образом видно, что происходит открытие нового окна (для каждой темы своего), в которое и выводится материал. Файлы, содержащие материал, также написаны на HTML.

В приложении 1 приведены некоторые наиболее типичные файлы, а также наиболее интересные части учебника в плане реализации на HTML.

3.2.2. Система самоконтроля на JavaScript

Каждый вопрос программы самоконтроля состоит из двух частей: пассивной и активной. Пассивная часть программы - это тексты вопросов, варианты ответов и т.д., т.е. то, что пользователь видит в окне броузера. Она написана на языке HTML. Активная же часть программы дистанционного самоконтроля - это функции, написанные на языке JavaScript.

Программа самоконтроля основана на организации в HTML-документе форм и их обработке. Форма - это область гипертекстового документа, которая создается при помощи контейнера <FORM>...</FORM> и содержит элементы, позволяющие пользователю вводить информацию. Существуют несколько разновидностей форм - поля ввода (text field), области текста (text area), контрольные переключатели (checkbox), селекторные кнопки (radio button), списки (selection list) и другие. Всем перечисленным элементам в языке JavaScript соответствуют отдельные объекты. Программы могут обрабатывать формы непосредственно, получая значения, содержащиеся в необходимых элементах.

В данной программе использованы формы типа список (selection list) для выбора ответа на вопрос. Форма selection list представляет собой список с возможностью выбора одного варианта. Приведем фрагмент HTML-файла с вопросом:

В атрибуте NAME дескриптора <FORM> задается имя формы, а в атрибуте NAME дескриптора <SELECT> задается имя списка. В дальнейшем эти два имени (html_inp и otv_list) используется в JavaScript-программе для анализа ответа:

if (document.html_inp.otv_list.selectedIndex==1) { // анализируем форму "select"

Для вызова JavaScript-функции, которая обрабатывает введенные результаты, используется кнопка типа button. Кнопка (button) - это область окна, которая реагирует на щелчки мыши и может активизировать оператор или функцию языка JavaScript при помощи атрибута события onClick. Кнопки также являются свойствами объекта form и должны заключаться в дескрипторы <FORM>...</FORM>. Например:

<INPUT TYPE="button" VALUE="ГОТОВО" ONCLICK="TestParam()">

Атрибут value определяет надпись на кнопке. А с помощью атрибута onClick указывается необходимая функция, которая активизируется при нажатии на кнопку.

1) Для вызова из учебника системы самоконтроля по одной теме используется функция begin(), написанная на JavaScript. Например, для прохождения самоконтроля по теме "Технологии изготовления СБИС", в файле tehnolog.htm используется следующий HTML-код:

Сам текст функции begin() находится в файле openw_js.js:

function begin_main(ref) {
timeNow=new Date();
rnc=1+(timeNow.getSeconds() % 15); // получаем случайное число в
// интервале от 0 до 15 - номер вопроса
loc=ref+rnc+".htm?1+0+"+Math.pow(2,rnc)+"+0";
// формируем строку "location" со
// следующими параметрами:
// 1 - тест по одной теме
// 0 - номер предыдущего вопроса
// Math.pow(2,rnc) - информация о том,
// что вопрос № rnc уже задан
// 0 - число правильных ответов
var win2=open(loc,"win_test_"+rnc, 'copyhistory=0,scrolling=1,height=420,width=600,scrollbars=1,resizable=1')
// открываем новое окно
}
function begin(ref) { // процедура анализа версии броузера
var Test_location = ""+location;
Test_location = Test_location.substring(0,4);
Test_location = Test_location.toUpperCase();
S_kontr_trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0) ||
(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=5.0);
if (navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0 &&
parseFloat(navigator.appVersion)<5.0 &&
Test_location=="HTTP") S_kontr_trueVersion = true;
if (S_kontr_trueVersion) begin_main(ref)
else if (confirm("ВНИМАНИЕ! В данном броузере система\n"+
"самоконтроля может работать некорректно!\n\n"+
"Для нормальной работы используйте\n"+
"Microsoft Internet Explorer 5.0 или\n"+
"Netscape Navigator 4.0 (или более\n"+
"поздние версии этих броузеров).\n\n"+
"Запустить систему самоконтроля?")) begin_main(ref)
}

Как видно из текста функции, здесь, помимо вызова системы самоконтроля, производится проверка версии броузера. Собственно, для вызова самоконтроля используется функция begin_main().

Перед запуском системы самоконтроля необходимо проверить, из какого броузера она запускается. Дело в том, что система самоконтроля не может работать с локального компьютера в Microsoft Internet Explorer версии 4.0. Под Explorer версии 5.0 и выше система самоконтроля работает нормально как с локального компьютера, так и через Internet. Данная процедура проверяет версию броузера и откуда производится запуск системы самоконтроля - из Internet или с локального компьютера (для этого анализируются первые 4 символа строки "location", начинается ли она с "http"). Если броузер приемлемый или работа производится по сети, то производится вызов функции begin_main() и запуск системы самоконтроля. Если же обнаружено, что пользователь работает с локального компьютера в Microsoft Internet Explorer версии 4.0, то выводится окно с предупреждением, что в данном броузере система самоконтроля может работать некорректно. Здесь следует сделать одно замечание. JavaScript-функция navigator.appVersion в Explorer версий 5.0 и 5.5 возвращает неправильную информация о версии Explorer - что версия 4.0. В результате этого сообщение, что система самоконтроля может работать некорректно, будет выведено и при работе в Explorer версий 5.0 и 5.5 с локального компьютера. В данном случае просто следует дать положительный ответ на вопрос "Запустить систему самоконтроля?".

2) Для вызова системы самоконтроля по всем темам используется функция begin_all(), также написанная на JavaScript и находящаяся в файле oglavl.htm:

trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=3.0) ||
(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0);
var Info_str = "\n\nДля нормальной работы используйте\n"+
"Microsoft Internet Explorer 5.0 или\n"+
"Netscape Navigator 4.0 (или более\n"+
"поздние версии этих броузеров).";
function begin_all_main() {
timeNow=new Date()
rnc=1+(timeNow.getSeconds() % 15)
loc="s_kontr/rost/rost_"+rnc+".htm?2+0+"+Math.pow(2,rnc)+"+0"
window.open(loc,'test_all', 'copyhistory=0,scrolling=1,height=420,width=600,scrollbars=1,resizable=1')
}
function begin_all(ref) {
var Test_location = ""+location;
Test_location = Test_location.substring(0,4);
Test_location = Test_location.toUpperCase();
S_kontr_trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0) ||
(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=5.0);
if (navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&
parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0 &&
parseFloat(navigator.appVersion)<5.0 &&
Test_location=="HTTP") S_kontr_trueVersion = true;
if (S_kontr_trueVersion) begin_all_main(ref)
else if (confirm("ВНИМАНИЕ! В данном броузере система\n"+
"самоконтроля может работать некорректно!"+Info_str+
"\n\nЗапустить систему самоконтроля?")) begin_all_main(ref)
}

Фрагмент HTML-кода из файла oglavl.htm для вызова самоконтроля по всем темам:

Как и в случае с прохождением теста по одной теме, здесь производится аналогичная проверка версии броузера, формирование строки "location" и открытие нового окна с единственным отличием, что в формируемую строку "location" заносится информация о тесте по всем темам.

3) Рассмотрим структуру программы отдельного вопроса на примере m_sb_9.htm:

<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=windows-1251">
<TITLE>ВОПРОС</TITLE>
<SCRIPT language="JavaScript">
// начало подпрограммы, анализирующей данные,
// полученные в адресной строке (Location) броузера:
loc=""+location; // loc - строка с адресом (Location)
inv=loc.indexOf("?")+1; // inv - позиция знака "?" в этой строке
for (var i=inv+2; i<loc.length; i++) // цикл поиска второго знака "+" после "?"
if (loc.substring(i,i+1)=="+") {
l_tch=i; break // l_tch - позиция второго знака "+"
};
for (var i=l_tch+1; i<loc.length; i++) // цикл поиска третьего знака "+" после "?"
if (loc.substring(i,i+1)=="+") {
l_msk=i; break // l_msk - позиция третьего знака "+"
};
typ=loc.substring(inv,inv+1); // typ - тип теста
tch=loc.substring(inv+2,l_tch); // tch - номер предыдущего вопроса
msk=loc.substring(l_tch+1,l_msk); // msk - слово с информацией о номерах вопросов,
// которые были уже заданы
prav=loc.substring(l_msk+1,loc.length); // prav - число правильных ответов
// в следующем цикле с помощью системных часов получаем
// случайное число в интервале от 1 до 15 - номер вопроса, который будет задан
for (;;) {
timeNow=new Date();
rnc=1+(timeNow.getSeconds() % 15);
if ((msk & Math.pow(2,rnc))==0) { // проверяем, не задавался ли этот вопрос ранее? Если
// задавался, то получаем новое случайное число и снова
// его проверяем. Если же не задавался - добавляем
// номер этого вопроса в переменную msk и
// продолжаем работу
msk|=Math.pow(2,rnc); break
}
};
tch++; // увеличиваем счетчик вопросов и начинаем
// формировать HTML-документ
document.write('<BODY BGCOLOR="#909090"><HR><CENTER><H3>');
document.write('Тема: Методы сборки и герметизации<BR>');
document.write('ВОПРОС #'+tch+'</H3></CENTER><HR>');
// Функция TestParam() вызывается при нажатии кнопки "ГОТОВО"
function TestParam() {
if (document.html_inp.otv_list.selectedIndex==1) { // анализируем форму "select"
prav++; // если правильный ответ, то увеличиваем счетчик правильных ответов
alert("Правильный ответ")
}
else alert("Неправильный ответ");
p_str=".htm?"+typ+"+"+tch+"+"+msk+"+"+prav; // формируем адресную строку для
// вызова следующего вопроса
if (typ==2) { // случай, если тест по всем темам
if (tch>54) { // если закончен тест по данной теме, то выбираем случайным
// образом номер первого вопроса следующей темы, записываем
// его в переменную msk, формируем строку Location и переходим к
// новой теме
msk=Math.pow(2,rnc);
p_str=".htm?"+typ+"+"+tch+"+"+msk+"+"+prav;
location="../m_kd/m_kd_"+rnc+p_str
}
else location="m_sb_"+rnc+p_str // иначе - переход к следующему вопросу
}
else { // случай, если тест по одной теме
if (tch>4) { // заданы все 5 вопросов?
location="../end"+p_str // если да, то переход к end.htm
}
else location="m_sb_"+rnc+p_str // иначе - переход к следующему вопросу
}
}
</SCRIPT>
</HEAD>

<H4><FONT COLOR="#FFFFFF"><P ALIGN="JUSTIFY">
Какой материал применяется для выполнения
проволочных соединений схем?
</P></FONT></H4>Варианты ответов:
<OL>
<LI>Серебро</LI>
<LI>Золото</LI>
<LI>Медь</LI>
</OL>
<TABLE WIDTH="100%" COLS=3 BORDER><TR>
<TD><CENTER><H4>
<FONT COLOR="#3FFF3F"><BR>Выберите номер правильного ответа</FONT>
</H4></CENTER></TD>
<FORM NAME="html_inp">
<TD><CENTER>

<SELECT NAME="otv_list" SIZE=1>
<OPTION>1
<OPTION>2
<OPTION>3
</SELECT>
</CENTER></TD>
<TD><CENTER>

<INPUT TYPE="button" VALUE="ГОТОВО" ONCLICK="TestParam()">
</CENTER></TD>
</FORM>
</TR></TABLE><BR><HR>
</BODY>
</HTML>

4) После того, как заданы все вопросы, управление передается файлу end.htm, который обрабатывает информацию и выводит сообщения о результатах теста. Далее приводится полный текст файла end.htm:

<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=windows-1251">
<TITLE>РЕЗУЛЬТАТЫ</TITLE>
<SCRIPT language="JavaScript">
// начало подпрограммы, анализирующей данные, полученные в адресной
// строке (Location) броузера (здесь все точно так же, как и в файлах с вопросами):
loc=""+location;
inv=loc.indexOf("?")+1;
for (var i=inv+2; i<loc.length; i++)
if (loc.substring(i,i+1)=="+") {
l_tch=i; break
};
for (var i=l_tch+1; i<loc.length; i++)
if (loc.substring(i,i+1)=="+") {
l_msk=i; break
};
typ=loc.substring(inv,inv+1);
tch=loc.substring(inv+2,l_tch);
msk=loc.substring(l_tch+1,l_msk);
prav=loc.substring(l_msk+1,loc.length);
otc=1
// вычисляем процент правильных ответов:
per=Math.floor(100*prav/tch)
// вычисляем оценку:
if (per>80) otc=5
if (per<=80 && per>60) otc=4
if (per<=60 && per>40) otc=3
if (per<=40 && per>20) otc=2
if (typ==2) {
str1="<FONT COLOR='#00FF85'><BR>Тест был проведен по всему курсу</FONT><BR><BR>"
} else str1=""
// выводим результаты, динамически формируя HTML-документ
document.write('<BODY BGCOLOR="#909090"><H2>')
document.write("<CENTER><HR>"+str1+"<BR>")
document.write("<U>Результаты теста:</U><BR><BR>")
document.write("Задано вопросов: "+tch+"<BR>")
document.write("Правильных ответов: "+prav+" ("+per+"%)<BR>")
document.write("Неправильных ответов: "+(tch-prav)+" ("+(100-per)+"%)<BR>")
document.write("<BR><FONT COLOR='#E53525'>Оценка: "+otc+"</FONT><BR>")
</SCRIPT>
</HEAD>
<FORM>

<INPUT TYPE="button" VALUE="ЗАКРЫТЬ" ONCLICK="window.close()">
</FORM>
<HR></CENTER></H2>
</BODY>
</HTML>

5) Рассмотрим теперь структуру строки параметров, которая передает от одного файла с вопросом к другому необходимую информацию о числе заданных вопросов, о числе правильных ответов и т.д. Как уже отмечалось выше, строка параметров следует после разделителя - знака "?" в строке "location".

Итак, строка параметров имеет следующую структуру:

typ+tch+msk+prav

где:

typ - тип теста (равен 1, если тест по одной теме и равен 2,

если тест по всему курсу).

tch - номер предыдущего вопроса.

msk - слово с информацией о номерах вопросов, которые были уже

заданы (если вопрос уже задан, то соответствующий бит

устанавливается в единицу).

prav - число правильных ответов.

3.2.3. Система контроля

Как уже отмечалось ранее, система контроля использует CGI-скрипты, разработанные Вычислительным Центром ПетрГУ. Часть CGI-скриптов написана на php3, а часть на Perl. Поскольку исходные тексты скриптов автору недоступны, далее будет описана только структура html-файлов, которые должны быть подготовлены для работы системы контроля.

Итак, для системы контроля должна быть создана следующая структура каталогов:

Данная структура каталогов помещается на сервер. Каталог test располагается на одном уровне с каталогом public_html (корневым каталогом для Web-страничек), поэтому недоступен пользователям. Каталог task предназначен для хранения заготовок вопросов, а каталог answer - для файла с результатами ответов. Каталог info в настоящей момент уже не используется, а поддерживается только для совместимости с предыдущими версиями системы контроля. Раньше в каталоге info располагался файл с информацией о e-mail преподавателей, чтобы высылать им результаты контрольной работы. Сейчас, в настоящей версии системы контроля информация о результатах больше не передается преподавателю по электронной почте, а сохраняется в базе данных системы контроля, и преподаватель может просматривать результаты непосредственно через Интернет'овский броузер.

Рассмотрим теперь структуру файлов для каталога task. Файлы должны быть названы следующим образом:

z<номер вопроса><номер варианта вопроса>.htm
<номер вопроса> - 1 цифра (от 0 до 9).
<номер варианта вопроса> - 2 цифры (от 00 до 99).

Например, если файл содержит текст 8 варианта 3 вопроса, то он должен иметь имя z207.htm. Для примера рассмотрим файл z302.htm:

<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=windows-1251">
<TITLE>Задача 4</TITLE>
</HEAD>
<BODY TEXT="#000000" BGCOLOR="#E0E0D0">
<FONT FACE="Arial">
<STRONG><FONT SIZE=+1>
<FONT COLOR="#5000FF"><I>Задача 4</I></FONT></FONT></STRONG>
<P>Укажите, какие свойства присущи окислам кремния, полученным
при плазмохимическом окислении:</P>
<FORM NAME="f1" METHOD="POST">
<FONT COLOR="#117700"><BLOCKQUOTE>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv1"> оксиды представляют собой стехиометрические диоксиды кремния SiO<SUB>2</SUB><BR>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv2"> их структура
является аморфной<BR>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv3"> их свойства существенно отличаются от оксидов, полученных методом термического окисления<BR>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv4"> обладают
дефектами упаковки<BR>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv5"> не создают механических напряжений на границе раздела <NOBR>оксид-подложка</NOBR><BR>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv6"> в ряде случаев имеют
более совершенную структуру границы<BR>
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv7"> наблюдается эффект перераспределения примеси при окислении<BR>
</BLOCKQUOTE></FONT>
</FORM>
</FONT></BODY>
</HTML>

Как видно из приведенного текста, форма для ответа должны быть определена следующим образом:

, т.е. иметь имя f1 и метод передачи POST. Такая же форма должны быть определена и во всех остальных файлах.

В приведенном выше примере для ответов применена группа переключателей checkbox, однако в других задачах применяются и другие разновидности форм - select и text. Рассмотрим теперь более детально, как должны описываться формы.

Формы checkbox должны описываться следующим образом:

<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv1"> первый вариант ответа

<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv2"> второй вариант ответа
<INPUT TYPE="checkbox" VALUE="ON" NAME="otv3"> третий вариант ответа
: и т.д.

Формы text должны описываться следующим образом:

: и т.д.

И, наконец, формы select должны описываться так:

<SELECT NAME="otv1" SIZE="1">
<OPTION></OPTION>
<OPTION>первый вариант ответа</OPTION>
<OPTION>второй вариант ответа</OPTION>
</SELECT>

Перейдем теперь к структуре файла answer. и рассмотрим, как описываются варианты ответов в случае различных типов форм.

Файл answer. - текстовый файл. Каждая его строка соответствует варианту ответа на соответствующий вопрос. Структура строки следующая:

<номер задачи><TAB><балл><TAB><содержимое
формы 1><TAB><содержимое формы 2><TAB><содержимое
формы 3><TAB><содержимое формы 4>:

Номер задачи совпадает с именем соответствующего файла z???.htm, балл - число от 0 до 100 - сколько баллов дается за задачу. Далее - описываются правильные ответы. Все числа, поля и т.д. в файле answer. должны разделяться символом #9 (<TAB>); применение пробелов в файле answer. недопустимо.

Рассмотри небольшой фрагмент файла answer.:

103 60 3 1 2
104 60 биполярных
105 60 on on off off on off

В задаче z103 применяются 3 формы text, в z104 - одна форма select, а в z105 - 6 форм select.

Рассмотрим теперь, как же вызывается система контроля. Стартовый файл системы контроля называется gettest.html и располагается в каталоге account/gettest/vlsi/ относительно корневого www-каталога public_html. В данном файле находится инструкция к тесту и ссылка на файл gettest.php3. Файл gettest.php3 находится в этом же каталоге и запускает систему контроля. Доступ к данному каталогу закрыт account-системой, также разработанной Вычислительным Центром ПетрГУ. Поэтому тест может пройти только пользователь, который введет login и пароль, выданный ему преподавателем.

3.2.4. Система самоконтроля на Flash

В основе создания Flash-версии системы самоконтроля использовались программные разработки, любезно предоставленные автору ст. преподавателем КФТТ Пикулевым В. Б. Рассмотрим структуру системы самоконтроля на Flash.

Flash-программа состоит из 12 сцен. Первая сцена - заставка. При запуске программы выводится заставка, встроенная в первую сцену. Кроме этого на 1 сцене есть кнопка "Начало", с которой связано действие:

On (Press)

Go to Next Scene

End On

Т.е. после ее нажатия просто происходит переход на следующую сцену.

В сценах 2-11 содержатся сами вопросы (всего 10 тем). Каждая из этих 10 сцен в свою очередь состоит из 10 кадров. Первый кадр - служебный (используется для обнуления переменных), а остальные 9 - содержат по одному вопросу. При работе системы самоконтроля из каждой сцены случайным образом будет выбран всего 1 кадр.

В каждом кадре есть кнопки для ответа. За каждой кнопкой зарезервирована своя переменная (m1, m2, : m8). На всякий случай было зарезервировано 8 кнопок, но в большинстве вопросов используется 3 или 4 кнопки для вариантов ответа.

В отличие от большинства Flash-фильмов, где кадры автоматически проигрываются друг за другом, в данном случае переход к следующему кадру не происходит вообще, так как при активизации каждой сцены выполняются следующие действия:

Go to and Stop (Random ( 9 ) + 13)

Таким образом происходит случайный выбор вопроса и блокировка автоматического проигрывания кадров.

Когда пользователь нажимает кнопку "Ready", происходят следующие действия:

On (Release)

Set Variable: "answer1" = 1*/m1:flag1+2*/m2:flag2+4*/m3:flag3+

8*/m4:flag4+16*/m5:flag5+32*/m6:flag6+

64*/m7:flag7+128*/m8:flag8

Go to Next Scene

End On

Переменной answer1 присваивается значение, какие же кнопки были включены. Далее происходит переход на следующую сцену. И так до 11 сцены.

При активизации заключительной, 12 сцены, происходит анализ всех ранее определенных переменных, содержащих информацию о правильных ответах (answer1, answer2, : answer10):

Set Variable: "c" = 0

If (answer1=m11*6+m12*5+m13*11+m14*4+m15*1+m16*6+m17*6+m18*5+m19*4)

Set Variable: "c" = c+1

Set Property ("/res1", Visibility) = 1

End If

If (answer2=m21*2+m22*1+m23*2+m24*4+m25*7+m26*1+m27*8+m28*1+m29*1)

Set Variable: "c" = c+1

Здесь также определяются новые переменные - c, res1, res2, :, res10. Переменная c служит для подсчета числа правильных ответов, а переменные res1, res2, :, res10 - для определения, правильный ли данный ответ или нет.

Далее на последней сцене производится вывод информации о том, какие ответы были правильные. При нажатии кнопки "Результат" выводится информация о том, зачтена ли работа или нет (в случае 8 правильных ответов - ставится зачет, иначе - незачет). Вот какие действия выполняются при нажатии кнопки "Результат":

On (Release)

If (c < 8)

Set Property ("/Nezachet", Visibility) = True

Else

Set Property ("/Zachet", Visibility) = True

End If

Set Variable: "screen" = c

End On

Вывод необходимой информации на экран осуществляется путем назначения свойств видимости необходимым элементам. Это верно как для информации о зачете, так и для информации о том, на какие вопросы был дан правильный ответ.

Глава 4. ИНСТРУКЦИЯ ПО РАБОТЕ С УЧЕБНЫМ ПОСОБИЕМ

Для работы с учебным пособием лучше всего использовать Netscape Navigator версии 4.0 или выше или Microsoft Internet Explorer версии 4.0 или выше. Если пользователь работает с локального компьютера, то Microsoft Internet Explorer должен быть как минимум версии 5.0, иначе нельзя будет работать с системой самоконтроля на JavaScript.

Следует, однако, сделать одно небольшое замечание. При работе с локального компьютера при запуске системы самоконтроля, даже в версиях 5.0 и 5.5 Microsoft Internet Explorer будет выведено сообщение, что в данном броузере система самоконтроля может работать некорректно. Это получается вследствие того, что Explorer 5.0 и 5.5 возвращает номер версии 4.0. В данном случае просто следует дать положительный ответ на вопрос "Запустить систему самоконтроля?".

После загрузки учебного пособия, пользователю будет представлено следующее оглавление:

Учебник с системой самоконтроля
Система самоконтроля на Flash
Контрольная работа
Вопросы к зачету
Список литературы
Доска объявлений

Пользователь должен выбрать один из пунктов меню. Рассмотрим назначение каждого пункта меню.

В первом пункте меню "Учебник с системой самоконтроля" располагается материал учебного пособия и встроенная система самоконтроля на JavaScript. В учебном пособии в левой части экрана представлен общий список тем, а в правой части - при выборе темы выводится содержание данной темы. После выбора необходимого подраздела открывается новое окно, куда выводится материал данного подраздела. После того, как пользователь полностью изучит одну тему, желательно пройти по ней самоконтроль. Кнопка для вызова самоконтроля по одной теме располагается внизу страницы с содержанием данной темы. В конце изучения всего курса пользователь может пройти самоконтроль по всем темам, выбрав кнопку "Самоконтроль по всем темам" в общем списке тем.
Выбрав второй пункт меню "Система самоконтроля на Flash" пользователь также может пройти самоконтроль по всем темам, но по вопросам, немного отличающимся от самоконтроля на JavaScript.

Третий пункт меню предназначен для проведения контрольной работы. Студент должен выполнять контрольную работу после регистрации и согласия преподавателя.

В разделе "Вопросы к зачету" пользователь может ознакомиться с вопросами для подготовки к зачету.

В разделе "Список литературы" приводится список основной и дополнительной литературы, а также некоторые полезные Internet-ссылки.
В разделе "Доска объявлений" преподаватель публикует свои объявления, такие как время консультаций, время проведения зачета и т.д.

ВЫВОДЫ

Рассмотрено современное состояние проблемы дистанционного обучения и контроля знаний, а также существующие системы дистанционного обучения и контроля, что позволило выбрать оптимальную форму представления материала.

Проведено рассмотрение программных средств, которые позволяют создавать системы дистанционного обучения и контроля, на основе которого сделан выбор HTML, JavaScript, и т.д. для написания соответствующих разделов программы.
Создана программа дистанционного обучения по курсу "Технология СБИС", включающая в себя учебное пособие, систему самоконтроля, а также систему контроля знаний для проведения зачета.
Данный программный продукт тестировался и работает в Microsoft Internet Explorer, версии 4.0 и выше, а также Netscape Navigator, версии 4.0 и выше.
Отдельные версии программы в течение 1999-2001 годов прошли апробацию в процессе чтения лекционного курса магистрам 1 года обучения физического факультета ПГУ. В конечном варианте была произведена доработка программы и дополнение ее новым материалом с учетом отзывов и замечаний, полученных в процессе опытной эксплуатации (см. приложение 2). Была произведена большая работа по улучшению интерфейса данного программного продукта.
Учебное пособие размещено в сети Internet по следующим адресам:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И РЕСУРСОВ INTERNET

Материалы XXXVI международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс"; Информационные технологии; Новосибирск, 1998 год.

Д. Мейнджер - "JavaScript: Основы программирования"; Издательская группа BHV; Киев, 1997 год.
Л. Джон, Б. Кэрол - "Секреты Интернет"; Изд. "Диалектика"; Киев, 1996 год.
А. В. Фролов, Г. В. Фролов "Сценарии JavaScript в активных страницах Web"; Москва, "Диалог-мифи" 1998 год.
Б. И. Федоров, З. О. Джалиашвили, "Логика компьютерного диалога"; Москва, "Онега", 1994 год.

http://www.rarsoft.com

"Технология СБИС" - под редакцией С. Зи; Москва, "Мир", 1986 год.
У. Тилл, Дж. Лаксон, "Интегральные схемы: материалы, приборы, изготовление"; Москва, "Мир", 1985 год.
И. Броудай, Дж. Мерей, "Физические основы микротехнологии"; Москва, "Мир", 1985 год.
Я. Таруи, "Основы технологии СБИС"; Москва, "Радио и связь", 1985 год.
Н. А. Аваев, Ю. Е. Наумов, "Элементы сверхбольших интегральных схем"; Москва, "Радио и связь", 1986 год.

www.mmedia.nsu.ru/museum

www.mpo.spb.ru/conference/secl/shehonin.htm

http://scr.nsu.ru/conf/nit/97/c6/node1.html (E-mail: gyk@re.tsu.tomsk.su )

http://kleio.dcn-asu.ru/aik/internet/5.html

Б. Хеслоп, Л. Бадник - "HTML с самого начала"; Изд. "ПитерПресс"; С.-Петербург, 1997 год.
Журнал: #4 (31) апрель 1999 Раздел: Web-мастер http://www.iworld.ru/magazine/index.phtml?fnct=page&p=53445495

Macromedia Flash 5. (часть первая) Рубен Сардарян http://www.citforum.mstu.edu.ru/internet/flash/mflash.shtml

Картузов А.В. Программирование на языке JAVA.

http://www.infocity.kiev.ua Статья "Добро пожаловать в мир Java!"

http://www.citforum.mstu.edu.ru/internet/cgi_tut/cgi.shtml - Кирилл Максимов, CGI - Common Gateway Interface

http://www.citforum.mstu.edu.ru/programming/khramtsov/cgi.shtml Common Gateway Interface - средство расширения возможностей World Wide Web технологии Павел Храмцов, из учебных материалов конференции Индустрия программирования 96, Центр Информационных Технологий
Спецификация HTML 4.0 http://www.citforum.mstu.edu.ru/internet/html40/cover.html#toc

http://www.cdo.ru/news/edu22032000_02.htm

http://users.kpi.kharkov.ua/lre/bde/rus/prog/DPRWEBCT.HTM

http://www.mesi.ru/niiot/mat_2.html

Франклин Д., Паттон Б. Flash 4. Анимация в Интернете. - Пер. с англ. - СПб: Символ-Плюс, 2000. - 464 с., ил.

http://www.pictview.com
http://www.ulead.com/products/main_web/web.htm

http://officeupdate.microsoft.com/frontpage/
http://www.acdsystems.com/index.htm
http://www.macromedia.com/software/flash/

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Наиболее интересные части учебника в плане реализации на HTML

index.htm - "Стартовый файл" (заставка, общее оглавление, :):

<html>

<head>

<title>Учебное пособие по курсу "Технология

СБИС"</title>

trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=3.0) ||

(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0);

if (trueVersion) {

var bt1=new Array("sbis/mainpict/zastavka/uch_sk_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/uch_sk_1.gif")

var bt2=new Array("sbis/mainpict/zastavka/sk_fla_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/sk_fla_1.gif")

var bt3=new Array("sbis/mainpict/zastavka/kontr_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/kontr_1.gif")

var bt4=new Array("sbis/mainpict/zastavka/v_zach_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/v_zach_1.gif")

var bt5=new Array("sbis/mainpict/zastavka/liter_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/liter_1.gif")

var bt6=new Array("sbis/mainpict/zastavka/doska_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/doska_1.gif")

var bt7=new Array("sbis/mainpict/zastavka/forum_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/forum_1.gif")

var bt8=new Array("sbis/mainpict/zastavka/chat_0.gif", "sbis/mainpict/zastavka/chat_1.gif")

}

</script>

</head>

<body background="sbis/mainpict/sv8.jpg" bgproperties="fixed" link="#00b040"

alink="#00ff00" vlink="#00b040">

<p><br>

</p>

<tr>

<td valign="top" width="566" colspan="2"><p align="center"><b><font face="Times New Roman"

size="4" color="#000080">Программа для дистанционного

обучения</font><font size="5" face="Times New Roman" color="#000080"><br>

</font><font face="Times New Roman" size="4" color="#000080">по курсу</font><font

size="5" face="Times New Roman"><br>

</font><font face="Times New Roman" size="6" color="#FF0000">"Технология

СБИС"</font></b></td>

</tr>

<tr>

<a HREF="sbis/mainfile.htm"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[0].src=bt1[1]; window.status='Учебное пособие + система самоконтроля'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[0].src=bt1[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/uch_sk_0.gif" BORDER="0" width="272" height="24"></a><br>

<br>

<a HREF="sbis/test2.htm"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[1].src=bt2[1]; window.status='Система самоконроля на Flash'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[1].src=bt2[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/sk_fla_0.gif" BORDER="0" width="272" height="24"></a><br>

<br>

<a HREF="http://media.karelia.ru/~vlsi/account/gettest1/vlsi/gettest.html"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[2].src=bt3[1]; window.status='Контрольная работа'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[2].src=bt3[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/kontr_0.gif" BORDER="0" width="272" height="24"></a><br>

<br>

<a HREF="sbis/v_zatch.htm"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[3].src=bt4[1]; window.status='Вопросы к зачету'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[3].src=bt4[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/v_zach_0.gif" BORDER="0" width="272" height="24"></a><br>

<br>

<a HREF="sbis/literat.htm"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[4].src=bt5[1]; window.status='Список литературы'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[4].src=bt5[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/liter_0.gif" BORDER="0" width="272" height="24"></a><br>

<br>

<a HREF="http://media.karelia.ru/~vlsi/doska/doska.htm"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[5].src=bt6[1]; window.status='Доска объявлений'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[5].src=bt6[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/doska_0.gif" BORDER="0" width="272" height="24"></a><br>

<br>

</td>

<img SRC="sbis/tehnolog/pict/is3.jpg" align="center" border="0" width="168" height="190"

alt="Элемент СБИС"><br>

</p>

<tr>

<td width="50%"><p align="left"><a HREF="http://book.by.ru/cgi-bin/book.cgi?book=vlsi"

target="guestbook_vlsi"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[7].src=bt7[1]; window.status='Форум'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[7].src=bt7[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/forum_0.gif" BORDER="0" width="64" height="23"></a></td>

<td width="50%"><p align="right"><a HREF="http://chat.by.ru/chat?vlsi" target="chat_vlsi"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[8].src=bt8[1]; window.status='Чат'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[8].src=bt8[0]; window.status=''; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/zastavka/chat_0.gif" BORDER="0" width="64" height="23"></a></td>

</tr>

</table>

</center></div></td>

</tr>

</table>

</center></div><div align="center"><center>

<tr>

<small>Вы можете изменить свой пароль, посетив

страницу:<br>

<a href="http://mmedia3.soros.karelia.ru:8080/php/account/"

OnMouseOut="window.status='';

return true"

OnMouseOver="window.status='Смена пользовательского пароля'; return true"><small>http://mmedia3.soros.karelia.ru/php/account/</small>
</a></small><br>

<p align="right"><font color="#b33000">Для незарегистрированных

пользователей!</font><br>

Доступ к контрольной работе возможен только

после<br>

регистрации у Вашего преподавателя или по

адресу:<br>

href="http://www.karelia.ru/psu/Chairs/KOF/distance/registration/vlsi/registration_a.html" OnMouseOut="window.status=''; return true"

OnMouseOver="window.status='Регистрация'; return true"><nobr><small><small>http://www.karelia.ru/psu/Chairs/KOF/distance/registration/vlsi/registration_a.html</small></small></nobr></a></p>

<hr>

</td>

</tr>

</table>

</center></div><font color="#000080" size="2" face="Arial"><b>

<p align="center">Авторы</b></font></p>

<tr>

<td align="right" valign="middle" width="106"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="http://st.karelia.ru/~hamlet">Варухин П.</a></font></td>

<td align="center" valign="middle" width="272"><font size="2" face="Times New Roman">студент

физико-технического факультета</font></td>

<td valign="middle" width="172"><a

href="mailto:hamlet@st.karelia.ru?subject=uchebnik_SBIS"><font size="2"

face="Times New Roman">hamlet@st.karelia.ru</font></a></td>

</tr>

<tr>

<td align="right" valign="middle" width="106"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="http://kftt.karelia.ru/~iklimov">Климов И. В.</a></font></td>

<td align="center" valign="middle" width="272"><font size="2" face="Times New Roman">доцент

кафедры физики твердого тела</font></td>

<td valign="middle" width="172"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="mailto:IKlimov@mainpgu.karelia.ru?subject=uchebnik_SBIS">IKlimov@mainpgu.karelia.ru</a></font></td>

</tr>

<tr>

<td align="right" valign="middle" width="106"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="http://st.karelia.ru/~kuznecov">Кузнецов Ю.</a></font></td>

<td align="center" valign="middle" width="272"><font size="2" face="Times New Roman">студент

физико-технического факультета</font></td>

<td valign="middle" width="172"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="mailto:kuznecov@st.karelia.ru?subject=uchebnik_SBIS">kuznecov@st.karelia.ru</a></font></td>

</tr>

<tr>

<td align="right" valign="middle" width="106"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="http://www.karelia.ru/psu/Chairs/KOF/general/nazarov_a.html">Назаров А. И.</a></font></td>

<td align="center" valign="middle" width="272"><font size="2" face="Times New Roman">зав.

кафедрой общей физики</font></td>

<td valign="middle" width="172"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="mailto:nazarov@mainpgu.karelia.ru?subject=uchebnik_SBIS">nazarov@mainpgu.karelia.ru</a></font></td>

</tr>

<tr>

<td align="right" valign="middle" width="106"><font size="2" face="Times New Roman"><p

align="right">Пикулев В. Б.</font></td>

<td align="center" valign="middle" width="272"><font size="2" face="Times New Roman">ст.

преподаватель кафедры физики твердого тела</font></td>

<td valign="middle" width="172"><font size="2" face="Times New Roman"><a

href="mailto:pikulev@mainpgu.karelia.ru?subject=uchebnik_SBIS">pikulev@mainpgu.karelia.ru</a></font></td>

</tr>

</table>

</center></div>

<hr>

<p align="center"><b><font size="2">Локальная версия программы:</font><br>

<font size="3">архив <a href="sbis.zip">SBIS.ZIP</a> (674 Kb)</font></b></p>

[EXE/Win32] - Система самоконтроля для работы без

Flash-Player.</font></b></p>

<p align="center"><font color="#000000"><a href="sbis/fla_inst.htm"

OnMouseOut="window.status=''; return true"

OnMouseOver="window.status='Поддержка интерактивной графики...'; return true">Поддержка

интерактивной графики...</a></font></p>

<hr>

<tr>

<td><p align="JUSTIFY"><font size="2"><b>Учебная дисциплина <nobr>"Технология</nobr>

<nobr>СБИС"</nobr> предназначена для студентов 5

курса, обучающихся по программам бакалавров,

специалистов и магистров по направлениям:</b></font></p>

<ul>

<li><font size="2"><b>510400 "Физика"</b></font></li>

<li><font size="2"><b>510404 "Физика полупроводников и

микроэлектроника"</b></font></li>

<li><font size="2"><b>553100 "Техническая физика"</b></font></li>

<li><font size="2"><b>071400 "Физическая электроника"</b></font></li>

</ul>

<p align="JUSTIFY"><font size="2"><b>Цель курса - предоставить

материал для самостоятельного изучения

физических основ и технологических приемов,

используемых в современном микроэлектронном

производстве. Рассматриваются как отдельные

этапы технологического маршрута изготовления

СБИС, так и особенности и возможности биполярной,

КМОП, <nobr>n-МОП</nobr> технологий в целом, принципы

создания логических элементов и методы контроля

качества СБИС.</b></font></p>

<hr>

<p align="right"><b><font size="1" face="Arial">Последнее обновление - </font><font

color="#D11B6C" size="1" face="Arial"><!--webbot bot="Timestamp" startspan

s-type="EDITED" s-format="%d.%m.%Y" -->15.05.2001<!--webbot bot="Timestamp" i-checksum="12533"

endspan --></font><font size="1" face="Arial">.</font></b></td>

</tr>

</table>

</center></div>

<p><br>

</p>

<p>   <a HREF="http://www.karelia.ru/psu/Chairs/KOF/distans_a.html"

OnMouseOut="window.status='';

return true"

OnMouseOver="window.status='Курсы дистанционного обучения на кафедре общей физики'; return true"><img

SRC="sbis/mainpict/purhome1.gif" align="center"

ALT="Курсы дистанционного обучения на кафедре общей физики"

border="0" width="26" height="26"></a> <strong><a

HREF="http://www.karelia.ru/psu/Chairs/KOF/distans_a.html"

OnMouseOut="window.status=''; return true"

OnMouseOver="window.status='Курсы дистанционного обучения на кафедре общей физики'; return true">Курсы

дистанционного обучения на кафедре общей физики</a></strong></p>

</body>

</html>

mainfile.htm - стартовый файл учебника:

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>УЧЕБНИК ПО КУРСУ "ТЕХНОЛОГИЯ СБИС"</TITLE>

</FRAMESET>

</HEAD>

</HTML>

Файл openw_js.js - файл с описанием JavaScript-функций, которые используются другими HTML-файлами:

function win_open(ref) {

var name=ref+".htm";

var win1=open(name,'window_text'+ref,
'copyhistory=0,scrolling=1,height=374,width=628,scrollbars=1,resizable=1,menubar=1')

}

function begin_main(ref) {

timeNow=new Date();

rnc=1+(timeNow.getSeconds() % 15);

loc=ref+rnc+".htm?1+0+"+Math.pow(2,rnc)+"+0";

var win2=open(loc,"win_test_"+rnc,
'copyhistory=0,scrolling=1,height=420,width=600,scrollbars=1,resizable=1')

}

function begin(ref) {

var Test_location = ""+location;

Test_location = Test_location.substring(0,4);

Test_location = Test_location.toUpperCase();

S_kontr_trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0) ||

(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=5.0);

if (navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0 &&

parseFloat(navigator.appVersion)<5.0 &&

Test_location=="HTTP") S_kontr_trueVersion = true;

if (S_kontr_trueVersion) begin_main(ref)

else if (confirm("ВНИМАНИЕ! В данном броузере система\n"+

"самоконтроля может работать некорректно!\n\n"+

"Для нормальной работы используйте\n"+

"Microsoft Internet Explorer 5.0 или\n"+

"Netscape Navigator 4.0 (или более\n"+

"поздние версии этих броузеров).\n\n"+

"Запустить систему самоконтроля?")) begin_main(ref)

}

function spravka_open(ref) {

var name_o=ref+".htm";

var win3=open(name_o,'window_spravka',
'copyhistory=0,scrolling=1,height=280,width=560,scrollbars=1,resizable=1')

}

test2.htm - страничка с системой самоконтроля на Flash:

<html>

<head>

<title>Система самоконтроля по курсу "Технология СБИС"</title>

</head>

Система самоконтроля по курсу<br>

<font size="6" color="#FFFFEF">"Технология СБИС"</font></font>

</center>

<BR>

<OBJECT classid="clsid:D27CDB6E-AE6D-11cf-96B8-444553540000"

codebase="http://download.macromedia.com/pub/shockwave/cabs/flash/swflash.cab#version=5,0,0,0"

WIDTH=592 HEIGHT=444>

<EMBED src="test.swf" quality=high bgcolor=#000000

WIDTH=592 HEIGHT=444

TYPE="application/x-shockwave-flash"

PLUGINSPAGE="http://www.macromedia.com/shockwave/download/index.cgi?P1_Prod_Version=ShockwaveFlash"></EMBED>

</OBJECT>

</p>

<hr>

<h1>Инструкция:</h1>

<ul>

<li>В тесте предлагается ответить на 10 вопросов,

выбираемых из 90 случайным образом. Даются

варианты ответа. Если Вы правильно ответили на 8

из 10 вопросов -- ставится зачет.</li>

<li>Внимание! На вопрос может быть <strong>не только

один ответ</strong>! Обязательно найдите ВСЕ

правильные ответы и отметьте их. После этого,

нажав на кнопку Ready, Вы попадаете на следующую

тему.</li>

<li>Выйти из теста можно в любое время; войти можно

только с начала.</li>

</ul>

<hr>

</body>

</html>

oglavl.htm - оглавление учебника:

<HTML>

trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=3.0) ||

(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0);

var Info_str = "\n\nДля нормальной работы используйте\n"+

"Microsoft Internet Explorer 5.0 или\n"+

"Netscape Navigator 4.0 (или более\n"+

"поздние версии этих броузеров).";

if (trueVersion) {

var butt1=new Array("mainpict/o_menu/o_vved_0.gif", "mainpict/o_menu/o_vved_1.gif")

var butt2=new Array("mainpict/o_menu/o_rost_0.gif", "mainpict/o_menu/o_rost_1.gif")

var butt3=new Array("mainpict/o_menu/o_epit_0.gif", "mainpict/o_menu/o_epit_1.gif")

var butt4=new Array("mainpict/o_menu/o_osaz_0.gif", "mainpict/o_menu/o_osaz_1.gif")

var butt5=new Array("mainpict/o_menu/o_okis_0.gif", "mainpict/o_menu/o_okis_1.gif")

var butt6=new Array("mainpict/o_menu/o_diff_0.gif", "mainpict/o_menu/o_diff_1.gif")

var butt7=new Array("mainpict/o_menu/o_impl_0.gif", "mainpict/o_menu/o_impl_1.gif")

var butt8=new Array("mainpict/o_menu/o_lit_0.gif", "mainpict/o_menu/o_lit_1.gif")

var butt9=new Array("mainpict/o_menu/o_trav_0.gif", "mainpict/o_menu/o_trav_1.gif")

var butt10=new Array("mainpict/o_menu/o_met_0.gif", "mainpict/o_menu/o_met_1.gif")

var butt11=new Array("mainpict/o_menu/o_t_iz_0.gif", "mainpict/o_menu/o_t_iz_1.gif")

var butt12=new Array("mainpict/o_menu/o_m_sb_0.gif", "mainpict/o_menu/o_m_sb_1.gif")

var butt13=new Array("mainpict/o_menu/o_m_kd_0.gif", "mainpict/o_menu/o_m_kd_1.gif")

var butt14=new Array("mainpict/o_menu/o_skon_0.gif", "mainpict/o_menu/o_skon_1.gif")

}

function begin_all_main() {

timeNow=new Date()

rnc=1+(timeNow.getSeconds() % 15)

loc="s_kontr/rost/rost_"+rnc+".htm?2+0+"+Math.pow(2,rnc)+"+0"
window.open(loc,'test_all',
'copyhistory=0,scrolling=1,height=420,width=600,scrollbars=1,resizable=1')

}

function begin_all(ref) {

var Test_location = ""+location;

Test_location = Test_location.substring(0,4);

Test_location = Test_location.toUpperCase();

S_kontr_trueVersion = (navigator.appName=="Netscape" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0) ||

(navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=5.0);

if (navigator.appName=="Microsoft Internet Explorer" &&

parseFloat(navigator.appVersion)>=4.0 &&

parseFloat(navigator.appVersion)<5.0 &&

Test_location=="HTTP") S_kontr_trueVersion = true;

if (S_kontr_trueVersion) begin_all_main(ref)

else if (confirm("ВНИМАНИЕ! В данном броузере система\n"+

"самоконтроля может работать некорректно!"+Info_str+

"\n\nЗапустить систему самоконтроля?")) begin_all_main(ref)

}

function test_Browser() {

if (parseFloat(navigator.appVersion)<3.0)

alert("ВНИМАНИЕ! В данном броузере учебное\n"+

"пособие может работать некорректно!"+Info_str)

}

</SCRIPT>

</HEAD>

Содержание</FONT></FONT><BR><BR><TABLE BORDER=0>

<TR><TD><CENTER><A HREF="../index.htm" TARGET="_top" OnMouseOut="window.status='';

return true" OnMouseOver="window.status='Выход'; return true"><IMG SRC="mainpict/purhome1.gif"

ALT="Выход" border=0></CENTER></A></TD></TR>

<TR>

<TD><A HREF="vveden/vveden.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[1].src=butt1[1]; window.status='Введение'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[1].src=butt1[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="rost/rost.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[2].src=butt2[1]; window.status='Подготовка подложек'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[2].src=butt2[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="epitaks/epitaks.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[3].src=butt3[1]; window.status='Эпитаксия'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[3].src=butt3[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="osazhd/osazhd.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[4].src=butt4[1]; window.status='Осаждение окисных пленок'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[4].src=butt4[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="okisl/okisl.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[5].src=butt5[1]; window.status='Окисление'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[5].src=butt5[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="diffuz/diff.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[6].src=butt6[1]; window.status='Диффузия'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[6].src=butt6[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="implant/impl.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[7].src=butt7[1]; window.status='Ионная имплантация'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[7].src=butt7[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="litogr/litogr.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[8].src=butt8[1]; window.status='Литография'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[8].src=butt8[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="travl/travl.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[9].src=butt9[1]; window.status='Травление'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[9].src=butt9[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="metall/metall.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[10].src=butt10[1]; window.status='Металлизация'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[10].src=butt10[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="tehnolog/tehnolog.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[11].src=butt11[1]; window.status='Технологии изготовления СБИС'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[11].src=butt11[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="metodi/metodi.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[12].src=butt12[1]; window.status='Методы сборки и герметизации'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[12].src=butt12[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

<TD><A HREF="metkontr/metkontr.htm" target="main"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[13].src=butt13[1]; window.status='Методы контроля и диагностики'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[13].src=butt13[0]; window.status=''; return true">

</TR><TR>

</TR><TR>

<TD><A HREF="#" ONCLICK="begin_all()"

onMouseOver="if (trueVersion) document.images[14].src=butt14[1]; window.status='Самоконтроль по всем темам'; return true"

onMouseOut="if (trueVersion) document.images[14].src=butt14[0]; window.status=''; return true">

</TR>

</TABLE>

</B></CENTER>

</BODY>

</HTML>

vveden.htm - страничка с введением:

<html>

<head>

</head>

<body TEXT="#000000" BGCOLOR="#C0C0C0" BACKGROUND="../mainpict/sv6.jpg" leftmargin="20"

rightmargin="20">

<tr>

<td width="24%" valign="top" align="center"><p align="center"><img SRC="pict/is1l.gif"

ALT="Технология СБИС (логотип)" ALIGN="LEFT" border="1"></td>

<td width="76%" valign="top"><h1 align="center"><small><font COLOR="#FF00FF" face="Arial">Технология

СБИС</font></small></h1>

<p align="center"><font face="Times New Roman">Курс лекций<br>

(объем - 36 часов).</font></td>

</tr>

</table>

</center></div>

<p align="justify"><b><font size="2" face="Arial">Учебная дисциплина

"Технология СБИС" предназначена для

студентов 5 курса, обучающихся по программам

бакалавров, специалистов и магистров по

направлениям:</font></b></p>

<ul>

<li><b><font size="2" face="Arial">510400 "Физика"</font></b></li>

<li><b><font size="2" face="Arial">510404 "Физика полупроводников

и микроэлектроника"</font></b></li>

<li><b><font size="2" face="Arial">553100 "Техническая физика"</font></b></li>

<li><b><font size="2" face="Arial">071400 "Физическая

электроника"</font></b></li>

</ul>

<p align="justify"><b><font size="2" face="Arial">Цель курса -

предоставить материал для самостоятельного

изучения физических основ и технологических

приемов, используемых в современном

микроэлектронном производстве. Рассматриваются

как отдельные этапы технологического маршрута

изготовления СБИС, так и особенности и

возможности биполярной, КМОП, <nobr>n-МОП</nobr>

технологий в целом, принципы создания логических

элементов и методы контроля качества СБИС.</font></b></p>

<p align="center"><font face="Times New Roman" color="#FF0000" size="4">ВВЕДЕНИЕ</font></p>

<p align="JUSTIFY"><font face="Times New Roman">С момента появления

первых полупроводниковых микросхем (начало <nobr>60-х</nobr>

годов) микроэлектроника прошла путь от

простейших логических элементов до сложных

цифровых устройств, изготавливаемых на одном

полупроводниковом монокристалле площадью около <nobr>1

см<sup>2</sup>.</nobr> Для обозначения микросхем со

степенью интеграции выше <nobr>10<sup>4</sup></nobr>

элементов на кристалле в конце <nobr>70-х</nobr> годов

появился термин <nobr>"сверхбольшие</nobr>

интегральные <nobr>схемы"</nobr> (СБИС). Уже через

несколько лет развитие этих микросхем стало

генеральным направлением в микроэлектронике.</font></p>

<p align="JUSTIFY"><font face="Times New Roman">В начале своего

развития электронная промышленность

представляла собой отрасль техники, целиком

основанную на операциях сборки, и позволяла

реализовать весьма сложные функции путем

объединения множества элементов в одном изделии.

При этом значительная часть прироста стоимости

изделий была связана с процессом сборки.

Основными этапами этого процесса являлись этапы

проектирования, выполнения и проверки

соединений между электронными компонентами.

Функции и размеры устройств, которые могли быть

реализованы на практике, ограничивались

количеством используемые компонентов, их

физическими размерами и надежностью.</font></p>

<p align="JUSTIFY"><font face="Times New Roman">Исторически сложилось

так, что первоначально внимание к ИС привлекли

такие их особенности, как малые размеры и масса, а

затем развитие техники ИС, позволяющей

скомпоновать на поверхности кристалла

значительное количество элементов, включая

межсоединения, постепенно привело к возможности

создания СБИС. Т.о. стало возможным не только <nobr>"повышение</nobr>

<nobr>экономичности"</nobr> электронных схем, но и

улучшение их характеристик с одновременным

повышением надежности. Развитие техники и

технологии СБИС обусловило весьма существенные

вменения в специфике электронной

промышленности, заключающееся в

совершенствовании процесса изготовления ИС и

методов их проектирования. Типичным фактором

первой группы является совершенствование

микротехнологии. Уменьшение размеров

полупроводниковых приборов позволяет

одновременно добиться как улучшения

характеристик ИС, формально определяемых

законом пропорциональности размеров, так и

улучшения их экономических (материальных и

энергетических) показателей, связанных с

уменьшением площади кристалла.</font></p>

<p align="JUSTIFY"><font face="Times New Roman">Исторически первым

полупроводниковым материалом, использованным на

ранних стадиях разработки полупроводниковых

приборов, был германий. Совершенствование

германиевой технологии сделало возможным

создание ряда приборов, включая германиевые

точечные и сплавные транзисторы. Однако вскоре

германий был заменен кремнием, обладающим таким

важным свойством, как возможность получения в

окислительной среде тонкого, прочного и

влагонепроницаемого диэлектрического слоя

аморфной двуокиси кремния <nobr>(SiO<sub>2</sub>).</nobr></font></p>

<p align="JUSTIFY"><font face="Times New Roman">В <nobr>60-х</nobr> годах

наибольшее распространение получили ИС на

основе биполярных транзисторов. Начиная с <nobr>1975

г.</nobr> на рынке превалируют цифровые ИС на основе <nobr>МОП-структур.</nobr>

Преимущества ИС на основе <nobr>МОП-структур:</nobr></font></p>

<ul>

<li><font face="Times New Roman">Миниатюризация.</font></li>

<li><font face="Times New Roman">Низкое потребление мощности.</font></li>

<li><font face="Times New Roman">Высокий процент выхода.</font></li>

<li><font face="Times New Roman">Высокое быстродействие.</font></li>

<li><font face="Times New Roman">Высокий уровень

технологичности.</font></li>

</ul>

<p align="JUSTIFY"><font face="Times New Roman">В технологии СБИС

степень интеграции превышает <nobr>2<sup>15</sup></nobr>

элементов на кристалл. Уровень миниатюризации,

который был использован при производстве

процессора Intel Pentium в 1993 году, составлял <nobr>0,8</nobr>

мкм, сейчас используются транзисторы с длиной

канала <nobr>0,18</nobr> мкм, а в перспективе разработка

устройств с длиной канала в <nobr>0,13</nobr> мкм, что в

плотную приближается к пределу физических

ограничений на работу такого рода транзисторов.</font></p>

<hr>

</body>

</html>

epitaks.htm - файл с оглавлением темы "Эпитаксия":

<HTML>

<HEAD>

</HEAD>

<TR>

<p align="center"><B><I><font face="Times New Roman"><NOBR><font

color="#663300" size="6">Эпитаксия</font><font color="#663300" size="1"> </font></NOBR></font></I></B></p>

</TD>

</TR><TR>

</TR><TR><TD><BR>

<FONT SIZE=+1>Введение</FONT>

<ul>

Причина появления и преимущества технологии изготовления эпитаксиальных пленок</A></li>

</B></FONT>

</ul>

<FONT SIZE=+1>Эпитаксия из газовой фазы</FONT>

<ul>

Идея метода, схема реактора</A></li>

Процессы массопереноса</A></li>

Химическая кинетика</A></li>

Механизмы наращивания эпитаксиальных пленок</A></li>

Легирование и автолегирование при эпитаксии</A></li>

Технологическое оборудование</A></li>

Выбор оптимальной технологии</A></li>

Дефекты эпитаксиальных пленок</A></li>

</B></FONT>

</ul>

<FONT SIZE=+1>Молекулярно-лучевая эпитаксия</FONT>

<ul>

Преимущества метода</A></li>

Описание процесса МЛЭ</A></li>

Особенности легирования при МЛЭ</A></li>

Перспективы развития. Приборы, получаемые с использованием МЛЭ</A></li>

</B></FONT>

</ul>

<FONT SIZE=+1>Дополнительные вопросы</FONT>

<ul>

Технология "Кремний на изоляторе"</A></li>

Оценка параметров эпитаксиальных структур</A></li>

</B></FONT>

</ul>

</TD></TR>

</TABLE><BR>

<FORM><INPUT TYPE="button" VALUE="Пройти самоконтроль по этой теме"

ONCLICK="begin('../s_kontr/epit/epit_')"></FORM>

</CENTER>

</FONT>

</BODY>

</HTML>

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Отзывы, полученные во время опытной эксплуатации

Subject: СБИС

Date: Fri, 24 Dec 1999 16:22:42 +0300

From: "Aleksandr N. Daineko" <adaineko@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@mainpgu.karelia.ru>

Уважаемый Алексей Иванович!

По моему мнению, электронный учебник несколько неудачно систематизирован. Ряд вопросов контрольной почти не подчеркнуты в учебнике. Некоторые вопросы контрольной решаются интуитивно при знании дручих областей науки. Рисунки решаются ещс проще. Мне известен факт, когда в контрольной проставляются все галочки и оценка 3. Мне кажется имеет смысл изменить правила оценивания и увеличить число вопросов.

Дайнеко Александ Николаевич.

Subject: Пожелания по Технологии СБИС

Date: Fri, 24 Dec 1999 15:47:10 +0300

From: "S1 S. S1" <st1@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <A.Nazarov@karelia.ru>

В целом курс по Технологии СБИС производит приятное впечатление, доступный для понимания и легкого усвояемый материал, наглядный с хорошими иллюстрациями. Я думаю, что дистанционное обучение будет в России иметь успех, хотя и общение студентов с преподавателями да и со своими коллегами по учебе должно иметь место в учебном процессе.

Студенты ФТФ гр.21502 и гр.21604 Часовенный.В и Наумов.А соответственно.

Subject: Технология СБИС

Date: Fri, 24 Dec 1999 15:45:15 +0300

From: "Aleksandr M. Komarov" <alex1@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@mainpgu.karelia.ru>

В целом дистанционный курс "Технология СБИС" производит приятное впечатление. Интуитивно понятный интерфейс, достаточно доступные объяснения. В целом это очень хороший курс как с точки зрения обучения, так и с сточки зрения разработки WEB-страницы.

Subject: мнение

Date: Thu, 23 Dec 1999 10:57:59 +0300

From: "Anatolii V. Rozhnev" <arozh@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@mainpgu.karelia.ru>

Уважвемый Алексей Иванович!

Идея создания дистанционного курса "Технология СБИС" мне кажется очень хорошей. Очень удобно и комфортно особенно для людей имеющих постоянный доступ к Internet. Большое количество рисунков и хорошое структурирование материала позволяют быстро улавливать суть отдельных технологических процессов. Возможность быстрого доступа к материалу облегчает повторное изучение отдельных разделов даже по истечении нескольких лет (надеюсь). Однако, как мне кажется, компьютерные лекции никогда не заменять живого общения с преподавателям. Особенно это заметно, когда возникает необходимость уточнений или обсуждения некоторых тонкостей вопросов. К тому же сводобный доступ к Internet не всегда возможен. Что касается контрольной рабтоты, то я считаю ее достаточно простой. Можно сказать проверкой минимума знаний. Мне кажется, что студенты-физики должны лучше понимать процессы. Однако контрольная очень хорошо оформленна и удобна в использовании. Это относится и к лекциям.

Спасибо. Рожнев Анатолий

Subject: Отзыв

Date: Thu, 23 Dec 1999 10:41:53 +0300

From: "Mihail A. Ermakov" <ermakov@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@mainpgu.karelia.ru>

Уважаемый Алексей Иванович!

Высказываю свои пожелания:

Ваш электронный учебник содержит, на мой взгляд, полную информацию по технологии СБИС;
в контрольную можно было бы включить отдельный пункт в котором бы предлагалось что либо описать своими словами, а не выбирать варианты ответов. Конечно тогда будет не возможно срузуже выставить оценку, но так как к Вам пересылаются ответы, Вы бы могли при выставлении окончательной оценки учитывать ответ.

С уважением, Ермаков Михаил.

Subject: Технология СБИС

Date: Thu, 23 Dec 1999 10:36:08 +0300

From: "Alexei V. Soloviev" <avsdov@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@mainpgu.karelia.ru>

Уважаемый Алексей Иванович!

Это первый курс, который я изучаю подобным образом - впечатление о нем у меня сложилось слишком специфическое. Тяжеловато заставить себя читать лекции в течение семестра, поэтому все происходит авралом - за неделю до зачета. Лекции оформлены довольно-таки симпатично, могу только посоветовать Вам усовершенствовать содержание. Хотелось бы чтобы доступ к подглавам был непосредственный. Контрольная работа составлена очень хорошо. Вопросы конкретные - по содержанию лекций. Возможно, следует только увеличить количество вопросов.

С уважением, Алексей В. Соловьев (21504)

Subject: Контрольная по СБИС

Date: Thu, 23 Dec 1999 10:43:41 +0300

From: "Andrei N. Ivshin" <ian@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@st.karelia.ru>

Здравствуйте Алексей Иванович.

У меня нет претензий к контрольной работе, но есть предложения по поводу организации самого курса:

не стоит оставлять все вопросы на самостоятельное изучение т. к. в некоторых "хитростях" технологии было трудно разобраться. На мой взгляд учитель может лучше помочь разобраться в трудных моментах.
в электронном виде лекции содержат много технических терминов незнакомых студентам, неспециализирующихся в области полупроводников.

С уважением Харичев Роман Анатольевич

Subject: Контрольная по СБИС

Date: Thu, 23 Dec 1999 10:27:21 +0300

From: "Andrei N. Ivshin" <ian@st.karelia.ru>

Organization: Petrozavodsk State University

To: <nazarov@st.karelia.ru>

Уважаемый Алексей Иванович, я все - таки считаю, что для студента 5-го курса, эта контрольная слишком простая.

Ившин А.Н.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Тексты вопросов для системы самоконтроля на JavaScript

(Тема 1: "ВВЕДЕНИЕ")

Тема 2: "ПОДГОТОВКА ПОДЛОЖЕК"

-----------------------------

1) Какой материал наиболее распространен в электронной

промышленности и наиболее часто встречается в природе?

1. GaAs

+2. Si

3. Ge

2) Чем определяется скорость роста кристаллов?

+1. Числом мест на поверхности растущего кристалла для

присоединения атомов, поступающих из жидкой фазы и

особенностями переноса на границе раздела фаз

2. Объемом поверхности и температурой

3. Только особенностями переноса на границе раздела фаз

3) Какого порядка предел диаметра кристалла, когда скорость

вытягивания не может быть достигнута без ухудшения степени

монокристалличности?

1. Миллиметры

+2. Десятки миллиметров

3. Порядка сантиметра

4) К чему приводит примесь кислорода в кремнии?

1. Формированию акцепторов и повышению

предела текучести

2. Только к образованию дефектов

+3. Формированию доноров, повышению предела

текучести и образованию дефектов

5) Что такое химическое переохлаждение?

1. Необходимость охладить раствор для роста

кристаллов без дефектов

2. Самопроизвольное охлаждение сильно

легированных растворов

+3. Понижение температуры кристаллизации в сильно

легированных растворах

6) Какова температура плавления кремния?

1. 1035 oC

2. 1300 oC

+3. 1415 oC

4. 1515 oC

7) Каким путем получают требуемый диаметр кристалла?

1. Путем регулировки скорости вытягивания

2. Путем регулировки температуры

+3. Обоими методами

8) Конденсация каких дефектов происходит при

охлаждении кристаллов?

+1. Точечных

2. Линейных

3. Объемных

9) В какой среде проводят процесс полирования?

+1. Щелочной

2. Кислой

3. Нейтральной

10) На каком этапе потери кремния могут достигать 50% ?

+1. Определение степени совершенства

кристаллической структуры

2. Травление

3. Полирование

11) Для чего применяется селективное травление?

1. Для обработки приповерхностного слоя после

механических операций

+2. Для выявления дефектов кристаллической структуры

3. В обоих случаях

12) При какой скорости вытягивания не происходит

формирования дефектов?

1. 0.5 мм/мин

+2. 2 мм/мин

3. 10 мм/мин

13) Какие свойства кремния выгодно выделяют его среди

других полупроводниковых материалов?

1. Большое собственное удельное сопротивление

2. Работа в широком диапазоне температур

3. Малые токи утечки

+4. Все вышеперечисленное

14) Какова ширина запрещенной зоны у кремния (при T=300 K)?

1. 1.43 эВ

+2. 1.12 эВ

3. 0.803 эВ

15) Какая кристаллическая решетка у кремния?

+1. Кубическая

2. Объемоцентрированная

3. Тетрагональная

4. Гексагональная

Тема 3: "ЭПИТАКСИЯ"

-------------------

1) Каково назначение процесса эпитаксии?

1. Очистка поверхности подложки

2. Нанесение диэлектрической пленки поверх

полупроводника

+3. Нанесение тонкого слоя монокристаллического

полупроводника на поверхность монокристаллической

подложки

2) Какая величина должна быть учтена в первую очередь

при строительстве реактора?

1. Коэффициент диффузии

+2. Толщина пограничного слоя

3. Поток реагентов

3) В чем проявляется автолегирование?

+1. Увеличение ширины переходной области между

слоем и подложкой

2. Уменьшение ширины переходной области между

слоем и подложкой

3. Увеличение ширины образуемого слоя

4) Какой источник кремния выбирают, чтобы получить высокую

скорость роста при относительно низкой температуре?

1. Силан

+2. Дихлорсилан

3. Трихлорсилан

5) Что такое число Рейнольдса?

1. Параметр, описывающий скорость нанесения

полупроводникового слоя на подложку

2. Концентрация газа в реакторе

+3. Безразмерный параметр, описывающий характер

течения газа в реакторе

6) За счет чего происходит разложение кремнесодержащих

компонент в реакторе?

1. За счет тепла и химических реакций

+2. Только за счет тепла

3. Только за счет химических реакций

7) Что можно варьировать, изменяя число Рейнольдса?

1. Скорости потока газов

2. Скорости роста пленки

+3. И то и другое одновременно

8) Как зависит величина, определяющая поток реагентов

от скорости потока газов?

1. Прямо пропорционально

+2. Обратно пропорционально

3. Логарифмически

9) Какой порядок имеет величина скорости роста

эпитаксиальной пленки?

1. 0.01-0.1 мкм/мин

+2. 1-10 мкм/мин

3. 100-200 мкм/мин

10) Какие соединения элементов As и B используются для

легирования при эпитаксии?

1. Оксиды

2. Гидроксиды

+3. Гидриды

11) Какой способ предэпитаксиальной обработки подложки

дает лучшие результаты?

+1. Очистка поверхности с помощью пучка

низкоэнергетичных ионов инертного газа

2. Высокотемпературный отжиг

12) К чему приводит попытка увеличения скорости

роста пленки выше оптимального значения

(зависящего от температуры) ?

1. К замедлению роста пленки

2. К ускорению роста пленки

3. К увеличению числа дефектов

+4. К росту поликристаллической пленки

13) Какой механизм наращивания эпитаксиальных пленок

называется непрямым?

+1. Когда атомы кремния образуются за счет

разложения кремниевых соединений на поверхности

нагретой подложки

2. Когда атомы кремния непосредственно попадают

на поверхность подложки и осаждаются на ней

14) Как поток реагентов зависит от коэффициента

диффузии реагента в газовой фазе?

+1. Прямо пропорционально

2. Обратно пропорционально

3. Пропорционально квадрату коэффициента диффузии

15) Что происходит по мере продвижения вглубь

трубы (в горизонтальном реакторе) ?

1. Увеличение скорости движения газа в

пристеночной области

+2. Уменьшение скорости движения газа в

пристеночной области

3. Никаких изменений не происходит

Тема 4: "ОСАЖДЕНИЕ ОКИСНЫХ ПЛЕНОК"

----------------------------------

1) Для чего применяется осаждение диэлектрических пленок?

+1. Для формирования проводящих участков внутри схемы,

электрическая изоляция, защита поверхности

2. Для формирования емкости внутри схемы

3. Только для защиты поверхности

2) Какие факторы влияют на осаждение?

1. Коэффициент диффузии

2. Концентрация силана и легирующей примеси

+3. Температура, давление, концентрация силана

и легирующей примеси

3) Для чего применяется Si3N4 ?

1. В качестве защитного слоя от механических повреждений

и как пассивирующие слои

2. Предотвращает диффузию примесей щелочных металлов

+3. В качестве маски для травления окисла и как

подзатворный диэлектрик

4) Что такое конформное воспроизведение?

1. Величины толщин пленки на стенках ступеньки и

толщин на дне и на поверхности должны быть

одного порядка

+2. Толщина пленки на стенках ступеньки не отличается

от толщины на дне и поверхности

3. При воспроизведении пленка имеет минимум дефектов

5) Где применяется легированный оксид кремния?

1. Изолирующая пленка

+2. Изоляция между металлическими слоями, покрытие

на поверхности приборов, геттерирующие слои

3. Маска в процессах диффузии и имплантации и

защитная пленка

6) Для чего применяется поликремний (с добавлением

нескольких процентов кислорода)?

1. Для предотвращения диффузии примесей щелочных металлов

+2. Как полуизолирующий материал для пассивации ИС

3. Как пассивирующий слой

4. Как подзатворный диэлектрик

7) Для чего применяется SiN ?

+1. В качестве защитного слоя от механических повреждений

и как пассивирующие слои

2. Предотвращает диффузию примесей щелочных металлов

3. В качестве маски для травления окисла и как

подзатворный диэлектрик

8) Как зависит поток молекул, реагирующих у поверхности Si от

коэффициента скорости реакции у поверхности?

+1. Прямо пропорционально

2. Обратно пропорционально

3. Логарифмически

4. Не зависит

9) Какой тип реактора работает при пониженном давлении и

используется для осаждения поликремния, двуокиси кремния и

нитрида кремния?

+1. Реактор с горячими стенками

2. Реактор с непрерывной загрузкой

3. Плазмохимический реактор с радиальным распределением

газового потока

4. Плазмохимический реактор с горячими стенками

10) Какой тип реактора работает при атмосферном давлении

и используется только для осаждения кремния?

1. Реактор с горячими стенками

+2. Реактор с непрерывной загрузкой

3. Плазмохимический реактор с радиальным распределением

газового потока

4. Плазмохимический реактор с горячими стенками

11) Чему равен нижний предел температуры, при котором

осаждаемый поликремний аморфен?

1. 225 oС

2. 415 oС

+3. 575 oС

4. 710 oС

12) К чему приводит легирование поликремния арсином или

фосфином в процессе осаждения?

1. К увеличению скорости осаждения

+2. К уменьшению скорости осаждения

3. К увеличению равномерности толщины осаждаемых

пленок по поверхности подложки

13) В чем заключается главное достоинство плазмохимического

реактора с радиальным распределением газового потока?

1. Хорошая однородность пленок

2. Малый расход газов

3. Большой объем загрузки

+4. Низкая температура осаждения

14) Какова достигаемая однородность толщины пленок

в реакторе с горячими стенками?

1. 1 %

+2. 5 %

3. 10 %

4. 50 %

15) Каким методом достигают снижения роли диффузии

в реакторах, где поток перпендикулярен пластинам?

1. Повышают температуру

2. Понижают температуру

3. Повышают давление

+4. Понижают давление

Тема 5: "ОКИСЛЕНИЕ"

-------------------

1) Какой из методов, применяемых в технологии формирования

интегральных схем является ведущим?

+1. Термическое окисление

2. Анодирование в растворах электролитов

3. Плазмохимическое анодирование

2) В каком температурном диапазоне применима модель

окисления кремния Дила-Гроува?

1. 300-700 oC

+2. 700-1300 oC

3. 900-1100 oC

3) При каких условиях метод роста тонких окислов является

наиболее перспективным?

1. Пониженное давление, температура

700-900 градусов Цельсия

2. Повышенное давление, температура

700-900 градусов Цельсия

+3. Пониженное давление, температура

900-1000 градусов Цельсия

4) Какое выражение является правильным?

1. Константа скорости роста в 1,68 раза меньше для

кремния с ориентацией поверхности по плоскости (111),

чем по плоскости (100)

2. Константа скорости роста в 2,78 раза меньше для

кремния с ориентацией поверхности по плоскости (111),

чем по плоскости (100)

+3. Константа скорости роста в 1,68 раза больше для

кремния с ориентацией поверхности по плоскости (111),

чем по плоскости (100)

5) Как влияет примесь натрия на рост и свойства кристалла?

1. Замедляет диффузию и увеличивает концентрацию

кислорода в окисле

+2. Ускоряет диффузию и увеличивает концентрацию

кислорода в окисле

3. Ускоряет диффузию и уменьшает концентрацию

кислорода в окисле

6) Сколько примерно времени занимает процесс окисления

(в стандартных технологических процессах)?

1. 20-30 минут

2. 1-2 часа

+3. 4-5 часов

7) Какой компонент добавляют в окислительную среду для

превращения случайно проникших в SiO2

примесных ионов натрия или калия в электрически неактивные?

1. Бром

2. Марганец

3. Азот

+4. Хлор

8) Чем определяется скорость роста окисла?

1. Величиной потока на границе с кремнием

2. Величиной потока в объеме окисла

3. Величиной потока на границе с кремнием и температурой

+4. Величиной потока на границе с кремнием и

количеством молекул окислителя, входящих в единичный

объем окисла

5. Величиной потока в объеме окисла и

количеством молекул окислителя, входящих в единичный

объем окисла

9) Чему примерно равна концентрация молекул SiO2 в окисле?

+1. 2.2*10^22 см-3

2. 2.2*10^20 см-3

3. 2.2*10^18 см-3

10) Как зависит скорость роста от времени процесса окисления

для больших времен?

1. Прямо пропорционально

+2. Пропорционально квадратному корню

3. Пропорционально логарифму времени

11) Каким законом может быть аппроксимирована кинетика окисления?

1. Линейным

2. Параболическим

3. Обратно логарифмическим

+4. Это зависит от условий проведения процесса

12) Какие условия применяют для роста толстых окисных пленок?

+1. Влажная атмосфера и повышенное давление

2. Влажная атмосфера и пониженное давление

3. Сухая атмосфера и повышенное давление

4. Сухая атмосфера и пониженное давление

13) Чему равен верхний предел по толщине

для термического окисления?

1. 0.1-0.2 мкм

+2. 1-2 мкм

3. 10-20 мкм

14) Какая составляющая анодного тока (в процессе

плазмохимического окисления кремния) вызывает рост оксида?

1. Электронная

+2. Ионная

3. Обе

15) Какой потенциал имеет образец относительно плазмы

в случае плазменного анодирования?

+1. Положительный

2. Отрицательный

Тема 6: "ДИФФУЗИЯ"

------------------

1) Что такое металлургический переход?

1. Граница раздела подложки и диффузионного слоя

+2. Глубина, на которой концентрация диффузионной

примеси равняется концентрации исходной примеси

в подложке

3. Глубина, на которой концентрация диффузионной

и исходной примеси меняется скачком

2) Для кристаллов с каким типом решетки наиболее вероятен

вакансионный механизм диффузии?

1. С гранецентрированной ромбической

2. С объемоцентрированной кубической

+3. С гранецентрированной кубической

3) При какой минимальной концентрации мышьяка образуются

кластеры?

1. 10^23 см-3

2. 10^21 см-3

+3. 10^20 см-3

4) Для чего НЕ используются диффузионные методы?

1. Для формирования базовых и эмиттерных областей

и резисторов в биполярной технологии

+2. Для создания затвора в полевых транзисторах

3. Для легирования п/к

5) От чего зависит равновесный коэффициент?

+1. От химических потенциалов на ГРФ, кинетики

перераспределения примеси на ГРФ и коэффициента

диффузии примеси в оксиде кремния

2. От химических потенциалов на ГРФ и коэффициента

диффузии примеси в оксиде кремния

3. Только от химических потенциалов на ГРФ

6) Какие дефекты оказывают влияние на диффузию собственных

или примесных атомов при наличии градиента концентрации?

+1. Точечные

2. Линейные

3. Объемные

4. Все виды дефектов

7) Верно ли то, что диффузия обеспечивает однородность

легирования и воспроизводимость процесса?

+1. Да

2. Нет

8) По какому механизму диффундируют бор и фосфор в кремнии?

1. Диссоциативному

2. Краудионному

3. Междоузельному

+4. Вакансионному

9) По какому механизму диффундируют элементы 1 и 7 группы?

1. Диссоциативному

2. Краудионному

+3. Междоузельному

4. Вакансионному

10) Чем можно описать изменение концентрации растворенного

вещества во времени при одномерной диффузии?

1. Уравнением Гаусса

2. Первым законом Фика

+3. Вторым законом Фика

4. Уравнением Пуассона

11) Как зависит величина удельного сопротивления от

глубины p-n перехода?

+1. Прямо пропорционально

2. Обратно пропорционально

3. Не зависит

12) Что происходит с коэффициентом диффузии при

высоких уровнях легирования?

1. Небольшое увеличение

2. Небольшое уменьшение

+3. Значительное увеличение

4. Значительное уменьшение

13) Как зависит коэффициент диффузии от концентрации диффузанта

при диффузии на небольшую глубину примеси, концентрация

которой ниже концентрации собственных носителей (при

температуре диффузии)?

1. Прямо пропорционально

2. Обратно пропорционально

3. Экспоненциально

4. Логарифмически

+5. Не зависит

14) В каком типе решетки диффузия изотропна?

+1. В кубической

2. В тетрагональной

3. В гексагональной

15) Для чего проводится диффузия из ионно-имплантированных

слоев с последующим отжигом?

1. Для уменьшения числа дефектов

2. Для изменения концентрации легирующей

примеси в подложке

+3. Для активирования имплантации атомов и

уменьшения числа дефектов

Тема 7: "ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ"

----------------------------

1) Какие столкновения при внедрении ионов приводят к

смещению атомов кремния?

1. Электронные

+2. Ядерные

3. Электронные и ядерные

2) Какие параметры должны быть незначительны в процессе

торможения, чтобы можно было бы оценить общую энергию

ионов, вносящих вклад в смещение атомов?

1. Эффекты насыщения

2. Каналирование и тепловая диффузия

+3. Каналирование, тепловая диффузия и эффекты насыщения

3) Какие процессы происходят при отжиге?

+1. Увеличение содержания свободных носителей и

уменьшение разупорядочения кристаллической структуры

2. Уменьшение содержания свободных носителей и

уменьшение разупорядочения кристаллической структуры

3. Увеличение содержания свободных носителей

и увеличение числа дефектов

4) Как изменяется активность с увеличением температуры в

случае малой дозы имплантированной примеси?

1. Равномерно уменьшается

2. Логарифмически уменьшается

+3. Равномерно увеличивается

5) Какое преимущество метода ионной имплантации

является основным?

1. Более высокая однородность и воспроизводимость

+2. Точность управления количеством внедренных

атомов примеси

3. Возможность плавно регулировать пороговое

напряжение МОП-транзисторов в широких пределах,

меняя уровень легирования

6) Для чего служит масс-спектрометр?

1. Для поглощения нейтральных частиц

+2. Для отделения ненужных ионов от легирующих

3. Для измерения величины имплантированного

потока ионов

7) Для чего служит электрометр?

1. Для поглощения нейтральных частиц

2. Для отделения ненужных ионов от легирующих

+3. Для измерения величины имплантированного

потока ионов

8) Для чего служит ловушка Фарадея?

+1. Для подавления вторичной электронной эмиссии

2. Для предотвращения процесса нейтрализации ионов

3. Для отсеивания нейтральных молекул

9) Из какого материала изготавливают маски для

ионной имплантации?

1. Фоторезист

2. Нитриды

3. Окислы

4. Поликремний

+5. Любой из вышеперечисленных

10) Что происходит с электрической активностью легирующей

примеси с течением времени (при изотермическом отжиге)?

1. Резко уменьшается

2. Резко увеличивается

3. Медленно уменьшается

+4. Медленно увеличивается

5. Не изменяется

11) Начиная с какой температуры будут образовываться дислокации

(при нагреве мишени пучком ионов в процессе имплантации)?

1. 150 oС

+2. 500 oС

3. 1000 oС

12) Какую плотность энергии имеет лазер при лазерном отжиге?

+1. 1-100 Дж/см^2

2. 100-1000 Дж/см^2

3. 1000-10000 Дж/см^2

13) Что такое длина пробега?

+1. Общая траектория движения иона

2. Расстояние, проходимое ионом до остановки в

направлении, перпендикулярном к поверхности мишени

3. Расстояние от точки входа

до точки остановки иона

14) Что такое проецированная длина пробега?

1. Общая траектория движения иона

+2. Расстояние, проходимое ионом до остановки в

направлении, перпендикулярном к поверхности мишени

3. Расстояние от точки входа

до точки остановки иона

15) Для чего в камере поддерживается достаточно

высокий вакуум?

+1. Для предотвращения процесса

нейтрализации ионов

2. Для предотвращения торможения ионов

3. И для того, и для другого

Тема 8: "ЛИТОГРАФИЯ"

--------------------

1) Сколько примерно составляет величина разрешения при

бесконтактной печати (в оптической литографии)?

+1. 2-4 мкм

2. 5-6 мкм

3. 7-8 мкм

4. 10-12 мкм

2) Какое разрешение можно получить (в оптической литографии)

с помощью уменьшающих проекционных фотоштампов?

1. 0.5 мкм

+2. 1 мкм

3. 4 мкм

4. 8 мкм

3) С чем в основном связаны проблемы, возникающие при

контактной печати (в оптической литографии)?

+1. С наличием загрязнений на поверхности

кремниевой пластины

2. С наличием поверхностного заряда

3. С наличием поверхностных состояний

4) При каком способе перемещения пучка (в электронно-лучевой

литографии) предъявляются менее жесткие требования к

системе отклонения пучка?

+1. При растровом

2. При векторном

5) Как влияют эффекты близости (в электронно-лучевой

литографии) на качество изображения?

1. Приводят к фокусировке изображения

+2. Приводят к размытию изображения

3. Не влияют на качество

6) Каким газом заполняется камера при рентгеновской литографии?

1. Азотом

2. Аргоном

3. Кислородом

+4. Гелием

7) Какой зазор устанавливается между шаблоном и подложкой при

рентгеновской литографии?

1. 10 мкм

2. 25 мкм

+3. 40 мкм

4. 100 мкм

8) С использованием чего проявляется изображение на

рентгеновском резисте?

1. С использованием электронного пучка

+2. С использованием кислородной плазмы

3. С использованием жесткого рентгеновского излучения

9) Какой поглощающий материал наиболее часто применяют при

изготовлении рентгеновских шаблонов?

1. Медь

2. Платина

3. Серебро

+4. Золото

10) Какой вид литографии в основном применяется для

производства фотошаблонов?

1. Рентгеновская

+2. Электронно-лучевая

3. Ионная

4. Ультрафиолетовая

5. Оптическая

11) Какой метод экспонирования (в оптической литографии)

позволяет полностью исключить повреждения поверхности

шаблона?

1. Метод бесконтактного экспонирования

2. Контактная печать

+3. Проекционная печать

12) Какие эффекты близости обусловлены рассеянием электронов,

формирующим изображение непосредственно в данной области?

+1. Внутренние

2. Внешние

13) Что используется в качестве маски в проекционной системе

с уменьшением изображения (в оптической литографии)?

1. Пластины из SiO2

+2. Тонкая металлическая фольга

3. Маска в этом методе не используется

14) В какой проекционной системе (в оптической литографии)

используется фокусировка электронов однородным магнитным

полем?

1. В системе с точной передачей размеров

+2. В системе с уменьшением изображения

15) В каком способе перемещения пучка (в электронно-лучевой

литографии) наносимый рисунок разлагается на ряд

простейших фигур?

+1. В векторном

2. В растровом

Тема 9: "ТРАВЛЕНИЕ"

-------------------

1) Какой метод переноса рисунка заключается в осаждении пленки,

литографическом покрытии ее маскирующим слоем с рисунком и

удалении травлением немаскированных участков пленки?

+1. Субтрактивный

2. Аддитивный

2) Какой метод переноса рисунка является наиболее

предпочтительным для современной технологии СБИС?

+1. Субтрактивный

2. Аддитивный

3) Какой из следующих параметров является мерой статистического

распределения величин смещения, которая характеризует

однородность травления в горизонтальной плоскости?

1. Селективность

+2. Допуск

4) Какой параметр определяется как отношение скоростей

травления различных материалов?

+1. Селективность

2. Допуск

3. Фактор "однородности"

5) От чего зависит степень появления граней, канавок и

повторного осаждения?

1. От интенсивности распыления

2. От интенсивности ионного потока

+3. От обоих факторов

6) Ионы какого газа используются в ионно-плазменном и

ионно-лучевом травлении?

1. Ионы кислорода

2. Ионы хлора

+3. Ионы аргона

7) Какому методу травления присущи относительно низкие рабочие

давления, размещение подложек на запитываемом электроде и

асимметричные электроды?

1. Ионно-плазменное и ионно-лучевое травление

2. Плазменное травление

+3. Реактивное ионное и реактивное ионно-лучевое травление

8) Какой метод травления наиболее часто применяется

в технологии СБИС?

1. Ионно-плазменное и ионно-лучевое травление

+2. Плазменное травление

3. Реактивное ионное и реактивное ионно-лучевое травление

9) Какой метод по-другому называют "сухое травление"?

1. Ионно-плазменное и ионно-лучевое травление

+2. Плазменное травление

3. Реактивное ионное и реактивное ионно-лучевое травление

10) Чему равна степень анизотропии в случае чисто

анизотропного травления?

1. 0

+2. 1

3. 100

11) Что такое интенсивность распыления?

+1. Число атомов поверхности, выбиваемых с нее одним

падающим ионом

2. Число атомов поверхности, выбиваемых с нее

за 1 секунду

12) Какой параметр определяет максимально возможный приток

к подложке реакционноспособных компонент?

1. Плотность мощности

2. Давление газа

+3. Скорость потока

4. Температура

13) Какой фактор, определяющий селективность и скорость

травления при плазменном и реактивном ионном травлении

является доминирующим?

1. Плотность мощности

2. Давление газа

3. Скорость потока

+4. Состав рабочего газа

5. Частота прикладываемого электрического поля

14) При каком методе травления чаще появляются эффекты

образования граней, возникновения канавок и повторного

осаждения?

+1. При реактивном ионном

2. При плазменном

15) На точность какого метода определения момента окончания

травления оказывает влияние загрузочный эффект?

1. Непосредственное визуальное наблюдение подвергаемой

травлению пленки

2. Регистрация оптического отражения от подвергаемого

травлению слоя

+3. Регистрация изменения концентрации травящих

компонент в плазме методом эмиссионной спектроскопии

4. Анализ продуктов реакции травления с помощью

эмиссионной спектроскопии или масс-спектрометрии

5. Измерение изменения полного электрического

сопротивления плазмы

Тема 10: "МЕТАЛЛИЗАЦИЯ"

-----------------------

1) Чему равна оптимальная скорость роста пленки при металлизации

с использованием источников электронно-лучевого испарения?

1. 0.1 мкм/мин

+2. 0.5 мкм/мин

3. 1 мкм/мин

2) Какой недостаток имеет метод металлизации с использованием

источников электронно-лучевого испарения?

1. Низкая скорость роста пленок

2. Невозможность напыления тугоплавких материалов

+3. Наличие ионизирующего излучения, проникающего в

приповерхностные слои подложек

3) Из какого материала изготавливают тигель в методе

металлизации с использованием источников индукционного

нагрева?

+1. Из нитрида бора

2. Из нитрида кремния

3. Из углерода

4) Какие ионы используются в методе металлизации с

использованием ионного распыления?

1. Ионы гелия

2. Ионы неона

+3. Ионы аргона

5) Какие магниты используются в методе металлизации с

использованием магнетронного источника?

1. Постоянные

2. Электромагниты

+3. И те, и другие

6) За счет каких параметров можно видоизменять поток энергии

при металлизации с использованием ионного распыления?

+1. За счет независимой регулировки ионного тока

и энергии ионов

2. Только за счет регулировки ионного тока

3. Только за счет регулировки энергии ионов

7) Какой метод металлизации обладает следующими недостатками:

загрязнение пленки материалом нагревателя, низкий срок

службы спирали и малая величина загрузки?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

+4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

8) Какой метод металлизации обладает следующими преимуществами:

простота конструкции нагревателя, низкая стоимость и

отсутствие ионизирующего излучения?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

+4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

9) Какой метод металлизации обладает следующими преимуществами:

отсутствие ионизирующего излучения и высокая скорость

роста пленки?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

+2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

10) Какой метод металлизации обладает следующими недостатками:

наличие тигля, вызывающее дополнительные загрязнения

и возможное разбрызгивание капель испаряемого

материала из тигля?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

+2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

11) Применяя какой метод, нельзя получить качественные

алюминиевые пленки?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

+6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

12) Какой метод в основном применяется для нанесения

пленок тугоплавких металлов?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

+6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

13) Недостатками какого метода являются внедрение аргона

в пленку и наличие проникающего излучения?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

+5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

14) При каком методе металлизации происходят следующие процессы:

"электроны, ускоряясь в электрическом поле, производят

ионизацию газа (аргона). Ионы аргона ускоряются в

электрическом и магнитном полях и фокусируются на

поверхности подложки"?

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

+5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

15) В основе какого метода заложены следующие формулы:

2MoCl5 + 5H2 = 2Mo + 10HCl (T = 800°C)

2TaCl5 + 5H2 = 2Ta + 10HCl (T = 600°C)

TiCl4 + 2H2 = Ti + 4HCl (T = 500°C)

1. Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

2. Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

3. Металлизация с использованием ионного распыления

4. Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

5. Металлизация с использованием магнетронного

источника

+6. Металлизация путем химического осаждения из

парогазовой смеси

Тема 11: "ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБИС"

---------------------------------------

1) Из скольких транзисторов состоит схема вентиля (инвертора)?

1. 1

2. 2

+3. 3

4. 4

2) Какие транзисторы наиболее широко используются в

качестве элементов СБИС?

+1. МДП-транзисторы

2. Биполярные транзисторы

3) Какая ориентация кремниевой подложки имеет явные преимущества,

заключающиеся в более высокой подвижности электронов,

обусловленной низкой плотностью поверхностных состояний на

границе кремний-диэлектрик?

1. 111

+2. 100

3. 101

4. 010

4) На каком типе подложки формируют полевые транзисторы?

+1. p-

2. p+

3. n-

4. n+

5) Что является выходом инвертора (в КМОП-схемах)?

+1. Соединенные стоки

2. Соединенные истоки

3. Соединенные затворы

6) Что является входом инвертора (в КМОП-схемах)?

1. Соединенные стоки

2. Соединенные истоки

+3. Соединенные затворы

7) Какие приборы применяются в интегрально-инжекционной

логике (И2Л)?

+1. Биполярные

2. МДП

8) Для чего формируют скрытый низкоомный слой n+ кремния

на подложке при производстве биполярных ИС?

+1. Для уменьшения сопротивления коллектора

2. Для повышения напряжения пробоя перехода

коллектор-база

3. Для увеличения быстродействия прибора

9) Какая логическая схема состоит из последовательно соединенных

двух транзисторов, работающих в режиме обогащения (нормально

закрытых) и одного транзистора, работающего в режиме обеднения

(нормально открытый)?

1. И

+2. И-НЕ

3. ИЛИ

4. ИЛИ-НЕ

10) К чему приводит уменьшение содержания примеси в подложке при

производстве n-МОП схем?

1. К снижению чувствительности порогового напряжения

к напряжению смещения на подложке

2. К уменьшению емкости p-n-переходов

3. К увеличению быстродействия транзистора

4. К увеличению концентрации неосновных носителей,

вызывающих рост тока утечки через p-n-переход

+5. Ко всему вышеперечисленному

11) Какой материал используется в качестве маски при локальном

окислении кремния (на первом этапе производства n-МОП схем)?

+1. Нитрид кремния

2. Двуокись кремния

3. Алюминий

4. Золото

12) Для чего на первом этапе производства n-МОП схем имплантацию

осуществляют через слой окисла?

+1. Для уменьшения концентрации примеси в подложке и

глубины ее проникновения

2. Только для уменьшения глубины проникновения примеси

3. Для снижения числа образуемых дефектов

13) Какие недостатки присущи КМОП схемам?

1. Потребление большей, чем в n-МОП схемах мощности

и низкая помехоустойчивость

+2. Меньшая степень интеграции и большое время переключения

3. Низкая нагрузочная способность по выходу и меньшая

степень интеграции

14) Какие элементы в основном используются в качестве цифровых

логических элементов?

+1. КМОП

2. n-МОП

3. Биполярные

15) В каких схемах применяется интегрально-инжекционная

логика (И2Л)?

+1. В логических схемах малой мощности и высокой

степенью интеграции

2. В логических схемах большой мощности и высокой

степенью интеграции

3. В логических схемах малой мощности и низкой

степенью интеграции

Тема 12: "МЕТОДЫ СБОРКИ И ГЕРМЕТИЗАЦИИ"

---------------------------------------

1) С какими проблемами сталкиваются при сборке и герметизации?

+1. Проблема расширения функциональных возможностей ИС

и быстрое повышение числа элементов на кристалле

2. Только проблема расширения функциональных

возможностей ИС

3. Только проблема быстрого повышения

числа элементов на кристалле

2) Какой слой наносят перед тем, как поместить кристалл в камеру

с пониженным давлением (в методе перевернутого кристалла)?

1. Cr-Cu

2. Cr-Sn

+3. Pl-Sn

3) Какие преимущества имеет метод перевернутого кристалла?

1. Малая протяженность межкомпонентных соединений

и улучшение теплоемкости

2. Матричное расположение контактных площадок и

легкость герметизации

+3. Матричное расположение контактных площадок и

малая протяженность межкомпонентных соединений

4) Каким материалом выполняют контактные площадки в методе

перевернутого кристалла?

1. Al

2. Cu

+3. Au

5) Какой материал является перспективной заменой Al2O3 при

производстве керамических корпусов?

1. CaO

2. MgO2

+3. BeO

4. B2O3

6) Какой состав имеет припой, применяемый в методе

перевернутого кристалла?

+1. 5% Sn - 95% Pb

2. 50% Sn - 50% Pb

3. 95% Sn - 5% Pb

7) Какой способ монтажа ИС является наиболее важным?

1. Соединение полимерным клеем

+2. Соединение проволокой

3. Соединение кристалла эвтектикой

8) Какой наполнитель содержит эпоксидный клей, применяемый

при соединении кристалла в данном методе?

+1. Серебро

2. Золото

3. Медь

9) Какой материал применяется для выполнения проволочных

соединений схем?

1. Серебро

+2. Золото

3. Медь

10) Зачем проводится очистка поверхности кристаллов от ионов?

1. Для улучшения качества соединения и предотвращения

коррозии

2. Для улучшения качества соединения и предотвращения

накопления поверхностного заряда

+3. Для предотвращения коррозии и накопления

поверхностного заряда

11) Какого значения не должен превышать уровень влаги

при герметизации корпуса?

1. 0.01%

+2. 0.6%

3. 1%

4. 5%

5. 10%

12) Чему равен наименьший ожидаемый уровень испускания

альфа-частиц (который достигнут при использовании в качестве

покрытия кристалла кремнийорганическими соединениями)?

1. 0.0001 частица/(см^2*ч)

+2. 0.001 частица/(см^2*ч)

3. 0.01 частица/(см^2*ч)

13) В приборах с какой металлизацией применяются

кремнийорганические герметики?

1. С алюминиевой

2. С золотой

+3. С любой

14) Какой растворитель используют вместо трихлорэтилена

для удаления органических частиц в процессе очистки

поверхности кристалла?

1. Воду

2. Ацетон

+3. Фреоны

15) Какой метод соединения проволокой применяется чаще и

является более универсальным?

+1. Метод шарика-клина

2. Метод клина-клина

3. Оба приведенных метода равнозначны и применяются

одинаково часто

Тема 13: "МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ"

----------------------------------------

1) Каково пространственное разрешение метода растровой

электронной микроскопии?

1. Менее 1 нм

+2. Менее 10 нм

3. Менее 100 нм

2) Какое излучение несет полезную информацию в методе

растровой электронной микроскопии?

1. Рентгеновские лучи

2. Вторичные и отраженные электроны

+3. Все три вышеперечисленные

3) Какой должна быть максимальная толщина кремния, чтобы

можно было применить метод просвечивающей электронной

микроскопии?

+1. 1.5 мкм

2. 3 мкм

3. 10 мкм

4) Для чего может применяться метод Оже-спектроскопии?

1. Для анализа глубинных слоев

+2. Для анализа поверхностной области

3. Это универсальный метод

5) Какие нейтроны применяются в нейтронно-активационном методе?

1. Быстрые

+2. Тепловые

3. Различные для различных видов исследований

6) Какой минимальной высоты неровности позволяет наблюдать

метод Номарски (Оптическая микроскопия в режиме

интерференционного контраста)?

1. 5 нм

+2. 20 нм

3. 50 нм

7) Какой основной недостаток метода просвечивающей

электронной микроскопии?

+1. Необходимость применения специальных методов

приготовления образцов

2. Возникновение положительного заряда в окислах

3. Радиационные повреждения

8) Какой метод химического анализа

является самым чувствительным?

1. Электронная Оже-спектроскопия

+2. Нейтронно-активационный анализ

3. Рентгеновский микроанализ

4. Масс-спектроскопия вторичных ионов

9) Чем ограничивается чувствительность метода

обратного рассеяния Резерфорда?

1. Неоднородностью ионного потока

2. Разделением пиков спектра

3. Током пучка

+4. Всем вышеперечисленным

10) Какие первичные ионы используются в методе

масс-спектроскопии вторичных ионов?

1. Положительные с энергией 5-15 КэВ

2. Отрицательные с энергией 1-2 КэВ

+3. Любого знака с энергией 5-15 КэВ

4. Любого знака с энергией 50-70 КэВ

11) Чем облучается исследуемая поверхность в методе электронной

спектроскопии с целью химического анализа?

1. Потоком электронов

2. Потоком нейтронов

+3. Рентгеновским пучком

12) В чем заключается недостаток метода электронной

спектроскопии с целью химического анализа?

+1. Низкое плоскостное разрешение

2. Сильно заряжается поверхность

3. Сложность метода

13) Какие приборы используются в методе рентгеновского

флюорисцентного анализа в качестве детекторов излучения?

1. Энергодисперсионные датчики

2. Детекторы, анализирующие распределение

регистрируемого излучения по длине волны

+3. И те, и другие

14) Чем определяется разрешение метода

рентгеновского микроанализа?

1. Энергией первичного электронного пучка

2. Энергией и диаметром первичного электронного пучка

+3. Диаметром первичного электронного пучка и объемом

образца

4. Только объемом образца

15) Какую энергию должен иметь электронный пучок, чтобы

метод рентгеновского микроанализа позволял выявлять

частицы кремния размером в 2 нм?

1. 1 КэВ

2. 10 КэВ

+3. 100 КэВ

4. 1000 КэВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Тексты вопросов для системы самоконтроля на Flash

1 scene - Тема: подготовка подложек

===================================

1) Из какого природного сырья получают металлургический

кремний для микроэлектронной промышленности?

-Графит

+Речной песок

+Кремнезем

-Горный хрусталь

2) Чем определяется скорость роста кристаллов?

+Числом мест на поверхности растущего кристалла для

присоединения атомов, поступающих из жидкой фазы

-Площадью поверхности и температурой

+Особенностями переноса на границе раздела фаз

-Количеством дефектов на поверхности

3) К чему приводит примесь кислорода в кремнии?

+Увеличение предела текучести кремния

+Формирование донорных центров

-Формирование акцепторных центров

+Преципитация дефектов

4) Какова температура плавления кремния?

-1035 °С

-1300 °С

+1415 °С

-515 °С

5) Конденсация каких дефектов происходит при

охлаждении кристаллов?

+Точечных

-Линейных

-Объемных

-Поверхностных

6) Какое вещество является химическим травителем кремния?

-Плавиковая кислота

+Смесь плавиковой, азотной и уксусной кислот

+Водные растворы щелочей

-Перекись водорода

7) Какие из перечисленных утверждений справедливы для кремния?

-Запрещенная зона более узкая, чем у германия

+Пленка окисла на поверхности - диэлектрик с хорошо

контролируемыми свойствами

+Широко распространен в природе

-Подвижность электронов выше чем в германии

8) Какие из перечисленных свойств характерны для германия?

+Кристаллическая решетка типа алмаза

-Растворяется в соляной кислоте

+Подвижность электронов выше чем в кремнии

-Запрещенная зона шире чем в арсениде галлия

9) Какова ширина запрещенной зоны кремния?

-1.43 эВ

-0.67 эВ

+1.12 эВ

-8.9 эВ

2 scene - Тема: травление

=========================

1) Какой метод в литографическом процессе заключается в

удалении травлением немаскированных участков

осажденной пленки?

-Аддитивный

+Субтрактивный

2) Какой из следующих параметров характеризует однородность

травления в горизонтальной плоскости?

+Допуск

-Селективность

3) Какой параметр определяется как отношение скоростей

травления различных материалов?

-Допуск

+Селективность

4) Ионы какого газа используются в ионно-плазменном и

ионно-лучевом травлении?

-Кислород

-Гелий

+Аргон

-Водород

5) К каким из перечисленных методов можно применить термин

"сухое травление"?

+Ионно-плазменное и ионно-лучевое травление

+Плазменное травление

+Реактивное ионное и реактивное ионно-лучевое травление

6) Что такое интенсивность распыления?

+Число атомов поверхности, выбиваемых с нее

одним падающим ионом

-Число атомов поверхности, выбиваемых с нее

за 1 секунду

7) Какой фактор, определяющий селективность и скорость травления

при плазменном и реактивном ионном травлении является

доминирующим?

-Плотность мощности

-Состав рабочего газа

-Скорость потока

+Давление газа

8) Что из перечисленного является химическим травителем

оксида кремния?

+Плавиковая кислота

-Серная кислота

-Азотная кислота

-Перекись водорода

9) Какой элемент обязательно входит в состав газов-травителей

алюминия?

+Хлор

-Фтор

-Иод

3 scene - Тема: окисление

=========================

1) Какой из методов окисления, применяемых в технологии

формирования интегральных схем, используется наиболее

широко?

+Термическое окисление

-Анодирование в растворах электролитов

-Плазмохимическое анодирование

2) В каком температурном диапазоне применима

модель окисления кремния Дила-Гроува?

-300-700 °C

+700-1300 °C

-900-1100 °C

3) В каком качестве используются слои SiO2 в

микроэлектронном производстве?

+Подзатворный диэлектрик в МДП-транзисторах

+Изоляция в схемах с многослойной металлизацией

+Маска для диффузии легирующих примесей

-Подложка для размещения элементов СБИС

4) Как влияет примесь натрия на рост и свойства окисла?

-Замедляет рост окисла

+Ускоряет рост окисла

+Увеличивает концентрацию кислорода в окисле

-Уменьшает концентрацию кислорода в окисле

5) Выберите характерные особенности для метода термического

окисления в атмосфере сухого кислорода?

+Температура процесса 1000-1200 °C

-Температура процесса 500-800 °C

+Образуется тонкий окисел с низкой пористостью

-Образуется толстый пористый окисел

6) Каким образом происходит рост термического окисла?

-Атомы кремния идут к внешней поверхности окисла и

вступают в реакцию с кислородом

-Ионы кислорода диффундируют к поверхности кремния

через уже выросший слой окисла

+Молекулы кислорода диффундируют к поверхности кремния

через окисный слой

-Оксид кремния осаждается на горячую кремниевую подложку

7) Как зависит скорость роста окисла от времени процесса при

длительном окислении?

-Прямо пропорционально

+Пропорционально квадратному корню

-Пропорционально логарифму времени

8) Выберите характерные особенности для метода плазмохимического

осаждения?

-Образуются дефектные пористые слои SiO2

+Процесс идет в низкотемпературной кислородной плазме

+Процесс идет при пониженном давлении

+В окисле нет механических напряжений на границе

раздела оксид - подложка

9) Чему равен верхний предел по толщине для термического

окисления?

-0.1-0.2 мкм

+1-2 мкм

-10-20 мкм

-Окисел может вырасти сколь угодно толстым

4 scene - Тема: осаждение пленок

================================

1) Для чего применяется осаждение пленок?

+Для формирования проводящих участков внутри схемы

+Для защиты поверхности

+Для электрической изоляции

2) Для чего применяются пленки Si3N4?

+В качестве защитного слоя от механических повреждений

и как пассивирующие слои

+Предотвращает диффузию примесей щелочных металлов

+В качестве маски для травления окисла и как

подзатворный диэлектрик

3) Где применяется легированный оксид кремния?

-Маскирующая пленка в процессах диффузии и ионной

имплантации

+Пассивирующее покрытие на поверхности

микроэлектронного прибора

+Геттерирующий слой

4) Где применяется поликремний?

+В качестве затвора в МОП-приборах

+Для формирования высокоомных резисторов

-Как подзатворный диэлектрик

-Для предотвращения диффузии примесей щелочных металлов

5) Как связан поток молекул, реагирующих у поверхности Si, с

коэффициентом скорости реакции у поверхности?

+Прямо пропорционально

-Обратно пропорционально

-Логарифмически

-Не зависит

6) Какой тип реактора работает при пониженном давлении и

используется для осаждения поли-кремния, двуокиси кремния

и нитрида кремния?

+Реактор с горячими стенками

-Реактор с непрерывной загрузкой

-Плазмохимический реактор с радиальным распределением

газового потока

-Плазмохимический реактор с горячими стенками

7) Чему равен предел температуры, ниже которого осаждаемый

поликремний аморфен?

-225 °С

-415 °С

+575 °С

-710 °С

8) К чему приводит легирование поликремния арсином или

фосфином в процессе осаждения?

-К увеличению скорости осаждения

+К уменьшению скорости осаждения

-К увеличению равномерности толщины осаждаемых пленок

по поверхности подложки

-К уменьшению равномерности толщины осаждаемых пленок

по поверхности подложки

9) Каковы основные особенности пиролитического метода осаждения?

+Пластина нагревается до температуры 600-800 °С

+Используются газы: силан, азот, водород

+Обычно получают пленки поликремния, нитрида кремния,

фосфосиликатного стекла

-Процесс идет при повышенном давлении

5 scene - Тема: литография

==========================

1) С чем в основном связаны проблемы, возникающие при контактной

печати в оптической литографии?

+С наличием загрязнений на поверхности

кремниевой пластины

-С наличием поверхностного заряда

-С наличием поверхностных состояний

+С малым сроком службы шаблона

2) Как влияют эффекты близости в электронно-лучевой литографии

на качество изображения?

-Приводят к фокусировке изображения

+Приводят к размытию изображения

-Искажают изображение на краях области сканирования

-Не влияют на качество изображения

3) Каким газом заполняется камера при рентгеновской литографии?

-Азотом

-Аргоном

-Кислородом

+Гелием

4) Какой зазор устанавливается между шаблоном и подложкой при

рентгеновской литографии?

-10 нм

-1 мкм

+40 мкм

-1 см

5) Какие недостатки и проблемы характерны для рентгеновской

литографии?

-Самая низкая разрешающая способность из всех

литографических процессов

+Невозможность фокусировки рентгеновского пучка

+Размытие изображение из-за протяженности излучающей

поверхности источника

+Краевые искажения изображения из-за непараллельности

рентгеновского пучка

6) Какой поглощающий материал наиболее часто применяют при

изготовлении рентгеновских шаблонов?

-Медь

-Платина

+Золото

-Серебро

7) Что используется в качестве маски в проекционной системе с

уменьшением изображения в электронно-лучевой литографии?

-Пластины из SiO2

+Тонкая металлическая фольга

-Маска в этом методе не используется

8) В каком варианте электронно-лучевой литографии наносимый

рисунок разлагается на ряд простейших фигур?

+В векторном сканирующем

-В растровом сканирующем

-В проекционном с шаблоном

-В проекционном с уменьшением изображения

9) Какие свойства характерны для негативных оптических

фоторезистов?

+При проявлении пленка разбухает, что снижает

разрешающую способность процесса

+Высокая светочувствительность

-Растворяются экспонированные светом участки

6 scene - Тема: имплантация

===========================

1) Какие процессы происходят при отжиге?

+Увеличение содержания свободных носителей

-Уменьшение содержания свободных носителей

+Уменьшение разупорядочения кристаллической структуры

-Увеличение числа дефектов

2) Для чего служит масс-спектрометр в методе ионной имплантации?

-Для поглощения нейтральных частиц

+Для фильтрации потока легирующих ионов

-Для измерения величины имплантированного потока ионов

3) Для чего служит ловушка Фарадея в методе ионной имплантации?

+Для подавления вторичной электронной эмиссии

-Для предотвращения процесса нейтрализации ионов

-Для отсеивания нейтральных молекул

4) Из каких материалов изготавливают маски для

ионной имплантации?

+Фоторезист

+Нитриды

+Окислы

+Поликремний

5) Что такое проецированная длина пробега?

-Длина траектории движения иона в твердом теле до

полной остановки иона

+Расстояние, проходимое ионом до остановки в

направлении, перпендикулярном к поверхности тела

-Расстояние от ионной пушки до поверхности твердого

тела - мишени

6) Для чего используется ионная имплантация через

тонкий окисный слой?

+Для предотвращения загрязнения поверхности

+Для устранения эффектов каналирования

-Для создания строго параллельного пучка

имплантируемых ионов

-Имплантация через окисел невозможна

7) С помощью каких статистических распределений оценивают

профиль распределения легирующей примеси?

-Распределение Стьюдента

+Распределение Гаусса

+Распределение Пирсона

-Распределение Ферми-Дирака

8) Какие эффекты возникают при ионной имплантации?

+Ионное легирование полупроводника

+Геттерирование примесей

-Аморфизация полупроводника

+Разрушение поверхности полупроводника

9) Какие преимущества имеет метод ионной имплантации?

+Высокая однородность и воспроизводимость процесса

+Точная дозировка количества внедренных

атомов примеси

+Возможность удобного управления свойствами формируемых

микроэлектронных элементов

-Отсутствие повреждений поверхности полупроводника

7 scene - Тема: диффузия

========================

1) Для кристаллов с каким типом решетки наиболее вероятен

вакансионный механизм диффузии?

-С гранецентрированной ромбической

-С объемоцентрированной кубической

+С гранецентрированной кубической

2) Для чего используются диффузионные методы?

+Разгонка имплантированной легирующей примеси

+Создание легированных областей

-Очистка поверхности полупроводника

3) Какие дефекты оказывают влияние на диффузию

собственных или примесных атомов при наличии

градиента концентрации?

+Точечные

-Линейные

-Объемные

4) По какому механизму диффундируют бор и фосфор в кремнии?

-Диссоциативному

-Краудионному

-Междоузельному

+Вакансионному

5) По какому механизму диффундируют элементы 1 и 7 группы?

-Диссоциативному

-Краудионному

+Междоузельному

-Вакансионному

6) Чем можно описать изменение концентрации растворенного

вещества во времени при одномерной диффузии?

-Уравнением Гаусса

-Первым законом Фика

+Вторым законом Фика

-Уравнением Пуассона

7) Что происходит с коэффициентом диффузии при высоких

уровнях легирования?

-Небольшое увеличение

-Небольшое уменьшение

+Значительное увеличение

-Значительное уменьшение

8) Для какого типа решетки диффузия изотропна?

+Кубическая

-Тетрагональная

-Гексагональная

9) Что такое эстафетный механизм диффузии?

+Примесные атомы внедряются в узлы кристаллической

решетки, вытесняя при этом собственные атомы в

междоузельное пространство

-Переход мигрирующего атома из одного положения в

другое без его локализации в узлах кристаллической

решетки.

-Примесный или собственный атом мигрирует на место

вакансии, освобождая свое место в узле

кристаллической решетки.

-Распад комплексов молекул и диффузия составляющих

их компонент (атомов или ионов) в кристаллической

решетке.

8 scene - Тема: эпитаксия

=========================

1) Каково назначение процесса эпитаксии?

-Очистка поверхности полупроводника

-Нанесение диэлектрической пленки поверх полупроводника

+Нанесение слоя монокристаллического полупровод-ника на

монокристаллическую подложку

2) Как проявляется автолегирование?

+Увеличение ширины переходной области между

эпитаксиальным слоем и подложкой

-Уменьшение ширины переходной области между

эпитаксиальным слоем и подложкой

-Увеличение ширины образуемого слоя

3) Какой источник кремния выбирают, чтобы получить высокую

скорость роста слоя при относительно низкой температуре?

-Силан

+Дихлорсилан

-Трихлорсилан

4) Что такое число Рейнольдса?

-Параметр, описывающий скорость нанесения

полупроводникового слоя на подложку

-Зависимость скорости роста слоя от концентрации газа

+Безразмерный параметр, описывающий характер

течения газа в реакторе

5) За счет чего происходит разложение

кремнийсодержащих компонент в реакторе?

+За счет тепла

-За счет химических реакций

-Из-за присутствия катализатора

6) Какой порядок обычно имеет величина скорости

роста эпитаксиальной пленки?

-0.01-0.1 мкм/мин

+1-10 мкм/мин

-100-200 мкм/мин

7) Какие соединения элементов As и B используются

для легирования при эпитаксии?

-Оксиды

+Гидриды

-Гидроксиды

8) Какой способ предэпитаксиальной обработки подложки для

молекулярно-лучевой эпитаксии дает лучшие результаты?

+Очистка поверхности с помощью пучка низкоэнергетичных

ионов инертного газа

-Высокотемпературный отжиг

9) Основные преимущества эпитаксиальной технологии?

+Процесс можно производить при температуре, меньшей

температуры выращивания монокристалла

-Выращивается слой точно такого же состава и структуры,

что и материал подложки

+Слой может быть локально нанесен на определенном

участке поверхности подложки

+Возможно получение слоя с противоположным к подложке

типом проводимости

9 scene - Тема: металлизация

============================

1) Чему равна оптимальная скорость роста пленки при металлизации

с использованием источников электронно-лучевого испарения?

-0.1 мкм/мин

+0.5 мкм/мин

-1 мкм/мин

2) Какой недостаток имеет метод металлизации с использованием

источников электронно-лучевого испарения?

-Невозможность напыления тугоплавких металлов

-Низкая скорость роста пленок

+Наличие ионизирующего излучения, проникающего в

приповерхностные слои подложек

-Невозможность напыления алюминия

3) Из какого материала изготавливают тигель в методе металлизации

с использованием источников индукционного нагрева?

+Из нитрида бора

-Из нитрида кремния

-Из углерода

-Из кварца

4) Ионы какого газа используются в методе металлизации с

использованием ионного распыления?

-Гелий

+Аргон

-Неон

5) Какой метод металлизации обладает следующими преимуществами:

простота конструкции нагревателя, низкая стоимость и

отсутствие ионизирующего излучения?

-Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

-Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

-Металлизация с использованием ионного распыления

+Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

6) Какой метод металлизации обладает следующими преимуществами:

отсутствие ионизирующего излучения и высокая скорость роста

пленки?

-Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

+Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

-Металлизация с использованием ионного распыления

-Металлизация с использованием магнетронного

источника

7) В каком методе металлизации наличие тигля вызывает

дополнительные загрязнения и разбрызгивание

капель испаряемого материала?

-Металлизация с использованием источников

электронно-лучевого испарения

+Металлизация с использованием источников

индукционного нагрева

-Металлизация с использованием ионного распыления

-Металлизация с использованием источников

резистивного нагрева

8) Основные требования к металлизации?

+Хорошая адгезия металла на осаждаемой поверхности

-Высокое удельное сопротивление

+Высокая коррозионная стойкость

+Совместимость с другими процессами планарной

технологии

9) Основные требования к металлизации?

+Хорошая адгезия металла на осаждаемой поверхности

-Высокое удельное сопротивление

+Высокая коррозионная стойкость

+Совместимость с другими процессами планарной

технологии

10 scene - Тема: современные технологии СБИС

============================================

1) Какой материал используется в качестве маски при локальном

окислении кремния (на первом этапе производства n-МОП схем)?

+Нитрид кремния

-Двуокись кремния

-Алюминий

-Золото

2) Для чего на первом этапе производства n-МОП схем имплантацию

осуществляют через слой окисла?

+Для уменьшения концентрации примеси в подложке

+Для уменьшения глубины проникновения примеси

-Для создания встроенного в окисел заряда

3) В каких схемах применяется интегрально-инжекционная

логика (И2Л)?

+В логических схемах малой мощности

-В логических схемах большой мощности

+В логических схемах высокой степени интеграции

-В логических схемах малой степени интеграции

4) Какая ориентация кремниевой подложки дает более высокую

подвижности электронов, обусловленную низкой плотностью

поверхностных состояний на границе кремний-диэлектрик?

-111

+100

-110

-001

5) Какие приборы применяются в интегрально-инжекционной

логике (И2Л)?

+Биполярные

-Полевые

6) Для чего формируют скрытый низкоомный слой n+ кремния на

подложке при производстве биполярных ИС?

+Для уменьшения сопротивления коллектора

-Для повышения напряжения пробоя перехода

коллектор-база

-Для электрической изоляции приборов, находящихся

на одной подложке

7) К чему приводит уменьшение содержания примеси

в подложке при производстве n-МОП схем?

+К снижению чувствительности порогового напряжения к

напряжению смещения на подложке

+К уменьшению емкости p-n-переходов

+К увеличению быстродействия транзистора

+К увеличению концентрации неосновных носителей,

вызывающих рост тока утечки через p-n-переход

8) Уровень миниатюризации, использованный при производстве

процессора Intel Pentium в 1993 году?

-3 мкм

+0.8 мкм

-0.13 мкм

9) К какой степени интеграции относится микросхема,

имеющая 2^15 элементов на чип?

-МИС

+БИС

-СБИС

------------------------------------------------------------

Определения правильных ответов (последняя сцена) для темы целиком:

answer1=m11*6+m12*5+m13*11+m14*4+m15*1+m16*6+m17*6+m18*5+m19*4

answer2=m21*2+m22*1+m23*2+m24*4+m25*7+m26*1+m27*8+m28*1+m29*1

answer3=m31*1+m32*2+m33*7+m34*6+m35*5+m36*4+m37*2+m38*14+m39*2

answer4=m41*7+m42*7+m43*6+m44*3+m45*1+m46*1+m47*4+m48*2+m49*7

answer5=m51*9+m52*2+m53*8+m54*4+m55*14+m56*4+m57*2+m58*1+m59*3

answer6=m61*5+m62*2+m63*1+m64*15+m65*2+m66*3+m67*6+m68*11+m69*7

answer7=m71*4+m72*3+m73*1+m74*8+m75*4+m76*4+m77*4+m78*1+m79*1

answer8=m81*4+m82*1+m83*2+m84*4+m85*1+m86*2+m87*2+m88*1+m89*13

answer9=m91*2+m92*4+m93*1+m94*2+m95*8+m96*2+m97*2+m98*13+m99*13

answer10=m101*1+m102*3+m103*5+m104*2+m105*1+m106*1+m107*15+m108*2+m109*2

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Тексты вопросов для системы контроля

<Данный материал не приводится, так как не подлежит публичному разглашению!>