Поиск по базе сайта:
Программа дисциплины «физическое материаловедение полупроводников-2» icon

Программа дисциплины «физическое материаловедение полупроводников-2»




Скачати 81.84 Kb.
НазваПрограмма дисциплины «физическое материаловедение полупроводников-2»
Дата конвертації14.07.2013
Розмір81.84 Kb.
ТипПрограмма дисциплины

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


«ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ-2»

Томск – 2005


I. Oрганизационно-методический раздел


1. Цель курса

Лекции по курсу “Физическое материаловедение полупроводников”, ч.2 (Основы технологии полупроводников) читаются студентам 5 курса физического факультета как дисциплина специальной профессиональной подготовки. Цель курса – дать сведения о современных технологиях, используемых в производстве полупроводниковых материалов разных классов и в модификации свойств материалов применительно к областям их использования. Лекционный курс базируется на курсах физики твердого тела, кристаллохимии, термодинамики, кинетики, физического материаловедения полупроводников-1. .


2. Задачи учебного курса

Задачами курса лекций является - дать сведения по

  • основным технологиям, используемым в современной технике полупроводниковых материалов и приборных структур,

  • по феноменологической кинетике технологических процессов,

  • по вторичным эффектам, возникающим в технологии полупроводников, связанным с их составом, структурой и ионизацией атомов в кристалле, :

  • по кинетике взаимодействия компонентов на границах раздела фаз и влиянию этих взаимодействий на параметры полупроводниковых приборных структур.


^ 3. Требования к уровню освоения курса

После изучения курса студент должен

  • знать основные технологии, используемые в производстве полупроводниковых

материалов и приборных структур,

  • уметь описать кинетику технологических процессов и проанализировать ее основные закономерности,

  • знать специфические особенности технологических процессов, вызванные ионизацией примесей и собственных точечных дефектов в полупроводниках,

  • уметь проанализировать конкретный технологический процесс, указать характер

зависимости от основных параметров и пути оптимизации процесса.

II. Содержание курса




Тема

Содержание



Введение

Задачи курса лекций. Историческая справка: основные этапы развития технологии полупроводников, вклад отечественных исследователей.



Макрокинетика гетерогенных технологических процессов.

Механизмы и кинетика теплопередачи. Механизмы и кинетика массопередачи. Кинетика процессов на фазовой границе. Принципы моделирования технологических процессов.



Изготовление полупроводниковых материалов кристаллизацией из расплавов

Основные методы выращивания монокристаллов из расплавов. Расчет скорости кристаллизации и распределения примеси по слитку. Эффективный коэффициент распределения примеси. Основные структурные и примесные неоднородности в слитках, их связь с условиями выращивания.



Изготовление тонкослойных композиций методами эпитаксии:

Эпитаксия и способы ее реализации.





- Жидкофазовая эпитаксия

Сущность метода и варианты технической реализации. Скорость роста слоев. Кинетика легирования. Неоднородности в слоях. Особенности технологии выращивания разлагающихся соединений. Области применения ЖФЭ




- Газофазовая эпитаксия

Сущность метода и варианты технической реализации. Прекурсоры. Термодинамика процессов осаждения с участием химических реакций. Направление и эффективность переноса вещества. Скорость и механизм роста слоев. Кинетика легирования. Области применения ГФЭ.





- Молекулярно-пучко-вая эпитаксия

Сущность метода и варианты технической реализации. Особенности кинетики и механизма роста слоев в условиях МПЭ. Кинетика легирования. Низкотемпературная МПЭ как новый подход к управлению свойствами и структурой полупроводников. Области применения МПЭ.





- Твердофазовая эпитаксия
^

Сущность метода и варианты. Кинетика роста слоев. Области применения ТФЭ.




Диффузия в полупроводниках

Диффузионные технологии. Термодинамический прогноз свободного диффузионного массообмена на границе фаз. ^ Диффузионное легирование. Профили распределения примесей. Реактивная диффузия на примере сухого окисления кремния. Скорость окисления. Перераспределение примесей и дефектообразование при окислении кремния. Феноменологическая теория диффузии примесей в полупроводниках. Коэффициент диффузии примеси в идеальном и неидеальном растворе. Коэффициент взаимной диффузии. Эффекты Киркендолла и Френкеля. Амбиполярная диффузия. Диссоциативная диффузия. Влияние комплексообразования на диффузию. Диффузия в системах с фазовыми границами. Элементы микроскопической теории диффузии. Атомные механизмы диффузии. Расчет коэффициентов самодиффузии, диффузии вакансий и примесей. Основные механизмы диффузии в элементарных и сложных полупроводниках.




Ионно-пучковые методы легирования полупроводников


Схема метода ионного легирования. Распределение внедренных ионов. Моделирование процесса ИЛ. Эффект каналирования. Дефектообразование и отжиг дефектов. Особенности ИЛ сложных полупроводников. Области использования технологии ИЛ. Легирование полупроводников с помощью ядерных реакций.



Формирование границ раздела полупроводников с металлами и диэлектриками

Основные способы нанесения металлических и диэлектрических слоев. Структура границы раздела. Упругие напряжения на границе. Термодинамика и кинетика массообмена на границе фаз. Проблема деградации и принципы формирования устойчивых границ.



III. Распределение часов курса по темам и видам работ


№ пп

Наименование

темы

Всего

часов

Аудиторные занятия (час)

Самосто-ятельная работа

в том числе

лекции

семинары

лаборатор. занятия

1

Введение

2

2










2

Макрокинетика гетерогенных технологических процессов

12

6

2




4

3

Изготовление полупроводниковых материалов кристаллизацией из расплавов

16

8

2




6

4

Изготовление тонкослойных композиций методами эпитаксии

36

22

6




8

5

Диффузия в полупроводниках

24

16

4




4

6

Ионно-пучковые методы легирования полупроводников

6

4







2

7

Формирование границ раздела полупроводников с металлами и диэлектриками

12

6

2




4




ИТОГО

108

64

16




28


IV. Форма итогового контроля

Экзамен


V. Учебно-методическое обеспечение курса


  1. Рекомендуемая литература (основная)

  1. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Технология материалов электронной техники (Теория процессов полупроводниковой технологии). – М.: МИСиС, 1995, 493с.

  2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. – М.: Металлургия, 1988, 574с.

  3. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. – М.: Наука, 1967, 474с.

  4. Медведев С.А. Введение в технологию полупроводниковых материалов. – М.: ВШ, 1970, 504с.

  5. Болтакс Б.И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. – Л.: Наука, 1972, 384с.

  6. Атомная диффузия в полупроводниках. Под ред. Д.Шоу. Пер. с англ. – М.: Мир, 1975, 684с.

  7. Уфимцев В.Б., Акчурин Р.Х. Физико-химические основы жидкофазовой эпитаксии. – М.: Металлургия, 1983, 224с.

  1. Рекомендуемая литература (дополнительная)

  1. Чистяков Ю.Д., Райнова Ю.П. Физико-химические основы технологии микроэлектроники. – М.: Металлургия, 1979, 408с.

  2. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. – М.: ВШ, 1990Ю 423с.

  3. Пичугин И.Г., Таиров Ю.М. Технология полупроводниковых приборов. – М.: ВШ, 1984, 288с.

  4. Полупроводниковые пленки для микроэлектроники. Сб. ст. – Новосибирск, Наука, 1977, 248с.

  5. Легирование полупроводников методом ядерных реакций. Сб. ст. под ред. Л.С.Смирнова. – Новосибирск, Наука, 1981, 180 с.

  6. Дорфман В.Ф. Микрометаллургия в микроэлектронике. – М.: Металлургия, 1987, 272с.

  7. Мильвидский М.Г., Пелевин О.В., Сахаров Б.А. Физико-химические основы получения разлагающихся полупроводниковых соединений. – М.: Металлургия, 1974, 392с.

  8. Романенко В.Н. Управление составом полупроводниковых слоев. – М.: Металлургия, 1978, 192с.

  9. Технология тонких пленок. Справочник, в 2-х томах. Под ред. Л.Майссела и Р.Глэнга. Пер. с англ. – М.: Сов. Радио, 1977, 664+666с.


Автор:

Лаврентьева Людмила Германовна, д.ф.-м.н. профессор



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації