4.1. Введение
Одной из составных структурных частей пояснительной записки ИЗ является введение. Введение должно содержать краткое обсуждение основных исходных данных для выполнения ИЗ, обоснование актуальности и необходимости его выполнения.
4.2. Основная часть
4.2.1. Основная часть пояснительной записки должна содержать:
– описание физических процессов в заданной полупроводниковой структуре;
– расчет необходимых электрофизических характеристик полупроводниковой структуры;
– краткое описание областей применения заданной полупроводниковой структуры в микроэлектронике и методов ее формирования.
4.2.2. На электрофизических свойствах различных контактов основаны принципы действия подавляющего большинства ИМС.
На границе раздела между двумя различными по типу электропроводности полупроводниками или между полупроводником и металлом возникают потенциальные барьеры, что является следствием перераспределения концентрации подвижных носителей заряда между контактирующими материалами. Электрические свойства граничного слоя зависят как от значения, так и от полярности приложенного внешнего напряжения. Если граничные слои в полупроводниковых структурах обладают нелинейными вольт-амперными характеристиками, т.е. если их электрическое сопротивление при одной полярности напряжения больше, чем при другой, то такие слои называются выпрямляющими переходами.
Процессы, протекающие на поверхности полупроводника, оказывают существенное влияние на электрические параметры элементов интегральных схем. Наличие локальных поверхностных энергетических уровней вызывает образование поверхностного электрического заряда. При этом в приповерхностной области полупроводника появляется равный по значению и противоположный по знаку индуцированный заряд, т. е. появляются обогащенные, обедненные или инверсионные приповерхностные слои. Возникновением инверсионных слоев в значительной степени определяется эффект поверхностной проводимости и образование так называемых каналов. Каналы могут формироваться и под действием поперечного внешнего электрического поля. Модулируя величину электропроводности канала, управляют величиной тока в полевых транзисторах на основе МДП-структур.
Таким образом, целью анализа физических процессов в заданной полупроводниковой структуре является детальное обсуждение перечисленных в данном пункте проблем применительно к ИЗ.
4.2.3. Целью расчета электрофизических характеристик полупроводниковой структуры является получение необходимых теоретических зависимостей или значений отдельных параметров структуры, оговоренных в задании.
Прежде чем выполнять те или иные расчеты, надо понять их сущность, смысл заданных величин, вспомнить физические процессы, основные законы и соотношения, относящиеся к данному вопросу.
Все аналитические расчеты следует производить по общеизвестным правилам. Вначале необходимо написать исходные соотношения, сделать, если это необходимо, соответствующие преобразования, получить конечные формулы, а затем подставить в эти формулы числовые значения и вычислить искомый результат. Однако, если решение задачи в общем виде связано с громоздкими выражениями, то его можно производить поэтапно.
Ход всех преобразований и вычислений должен быть четко показан в решении задачи. Вычисления, как правило, достаточно делать с точностью до второго знака, а в ряде отдельных случаев – до третьего. Нет никакого смысла доводить точность решения до четвертого или пятого знака, так как исходные данные обычно бывают, известны с меньшей точностью. Например, характеристики и параметры полупроводниковых материалов, приборов, емкости конденсаторов, сопротивления резисторов всегда известны с точностью, редко превышающей 5–20%.
При выполнении расчетов очень полезно пользоваться некоторыми приемами приближенных вычислений и простыми правилами, упрощающими вычисления.
Полученный в виде числового ответа результат расчета надо всегда стараться проверить каким-либо способом. Иногда в вычислениях бывает допущена ошибка, и порядок величин в ответе получается неправильным. Полезно оценить результат, вычислив его весьма приближенно путем округления значений, с которыми производятся действия, до удобных для выполнения оценочного расчета.
Необходимо внимательно следить за размерностью величин и не допускать таких грубых ошибок, как, например, получение сопротивления в омах при делении по закону Ома напряжения в вольтах на ток в миллиамперах. При таком делении сопротивление получается в килоомах.
Результаты расчетов электрофизических характеристик полупроводниковых структур необходимо оформить в виде графиков или диаграмм. При этом на осях координат обязательно надо показать, какие величины отложены и в каких единицах. Вдоль оси указывают значения этих величин в соответствующем масштабе.
4.2.4. Заключительный подраздел основной части пояснительной записки должен быть посвящен описанию областей применения заданной полупроводниковой структуры в микроэлектронике и методов ее формирования. Здесь следует руководствоваться следующими соображениями.
Как уже отмечалось, различные полупроводниковые структуры (p-n-переход, контакт металл-полупроводник, МДП) составляют основу полупроводниковых интегральных микросхем. Такие ИМС представляют собой функциональные устройства, изготовленные в кристалле полупроводника и содержащие соединенные между собой активные и пассивные элементы (транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы). Для изготовления полупроводниковых ИМС используются такие технологические процессы, как окисление полупроводника, диффузия, ионное внедрение примесей в полупроводник, эпитаксиальное наращивание, вакуумное напыление и др. Для получения микрогеометрии элементов наиболее широко применяется метод фотолитографии, а также метод локальной обработки материала остросфокусированными или каким-либо образом локализованными управляемыми электронными, ионными и лазерными лучами. С помощью этих процессов как активные, так и пассивные элементы изготавливаются в объеме или на поверхности кристалла полупроводника. В качестве активных элементов в ИМС используются биполярные (p-n-p и n-p-n) транзисторы, полевые транзисторы с изоляцией затвора p-n-переходом или диэлектрическим слоем, диоды на основе p-n-перехода или барьера Шоттки и другие структуры. Резисторами в ИМС являются отдельные участки полупроводника, имеющие соответствующую конфигурацию. Конденсаторами служат p-n-переходы или структуры типа МДП. Изоляция между элементами осуществляется либо p-n-переходом, либо диэлектрическим слоем. Следует отметить, что диффузионные резисторы и конденсаторы на основе p-n-переходов имеют узкий диапазон исследуемых номиналов, низкую точность изготовления, сильную температурную зависимость номиналов и являются нелинейными элементами.
В целом полупроводниковые ИМС являются одним из основных направлений развития микроэлектроники, так как они позволяют создавать надежные, сравнительно дешевые и достаточно сложные в функциональном отношении микроэлектронные устройства малых размеров.
4.3. Заключение
Заключение является неотъемлемой структурной частью пояснительной записки. Оно должно содержать краткие выводы по результатам выполнения ИЗ и предложения по совершенствованию методики расчета электрофизических характеристик полупроводниковых структур.
4.4. Библиографический список и требования к нему
Оформление списка использованных источников должно соответствовать требованиям действующих стандартов.
В списке должны быть указаны лишь источники, которые действительно были использованы в процессе выполнения ИЗ и на которые в тексте пояснительной записки имеются ссылки.
Примером оформления может служить список использованных источников, приведенный в данных методических указаниях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Микроэлектроника: Учебное пособие для втузов. В 9-ти кн. /Под ред. Л.А. Коледова. Кн.1. Физические основы функционирования изделий микроэлектроники/ О.В. Митрофанов, Б.М. Симонов, Л.А. Коледов. М.: Высшая школа, 1987 186 с.
2. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Физические и технологические основы, надежность: Учебное пособие для приборостроит. спец. вузов. 2–е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1986. 464 с.
3. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. М.: Сов. радио, 1980. 424c.
4. Новиков В.В. Теоретические основы микроэлектроники. М.: Высшая школа, 1972. 352c.
5. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника: Учебник для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1986. 304с.
6. Епифанов Г.И. Физика твердого тела: Учебное пособие для вузов. Изд. 2–е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1977. 288с.
7. Зи С. Физика полупроводниковых приборов: В 2–х кн. /Пер. с англ. 2–е перераб. и доп. издание. М.: Мир, 1984. Кн.1 456с., Кн.2 456с.
8. Сугано Т., Икома Т., Такэиси Е. Введение в микроэлектронику /Пер. с япон. М.: Мир, 1988. 320 с.
9. Технология СБИС: в 2–х кн. /Пер. с англ.; Под ред. С. Зи. М.: Мир, 1986. Кн. 1, 404 с. Кн. 2, 453 с.
10. Таруи Я. Основы технологии СБИС: /Пер. с япон. М.: Радио и связь, 1985. 480 с.
11. Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника /Пер. с исп. С.И. Баскакова; Под ред. В.А. Терехова. М.: Высшая школа, 1991. 351с
12. Тилл У., Лаксон Дж. Интегральные схемы: материалы, приборы, изготовление /Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 501 с.
13. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем: Учебное пособие для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1979. 367 с.
14. Клочков П.И., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника. Свойства материалов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1975. 704 с.
15. Усаченко С.Т., Каченик Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД. Справочник. М.: Изд–во стандартов, 1989, 325 с.
16. Емкостные методы контроля электрофизических свойств полупроводниковых структур: Учебное пособие /А.Г. Захаров, Д.А. Сеченов, Ю.И. Молчанов, Г.М. Набоков. Таганрог: Изд–во ТРТИ, 1983. 72 с.
17. Родерик Э.Х. Контакты металл-полупроводник: Пер. с англ. /Под. ред. Г.В. Степенова. М.: Pадио и связь, 1982. 208 с.
18. Захаров А.Г. Физические основы микроэлектроники: Учебное пособие. Таганрог: Изд–во ТРТУ, 1999. 221с.
19. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. СПб.: Изд–во «Лань», 2001. 272 с.
Приложения
I. ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
I.1. Электронно-дырочный переход
Электронно-дырочный переход сформирован в кремнии таким образом, что удельные сопротивления дырочной и электронной областей составляют величины 
и 
соответственно.
Определить:
– величину контактной разности потенциалов при комнатной температуре;
– рассчитать и построить энергетическую диаграмму p-n-перехода в равновесном состоянии, а также при заданном значении величины прямого напряжения ui, В;
– рассчитать и построить теоретическую вольт-амперную характеристику (рассматривается движение всех носителей заряда через p-n-переход);
– вычислить величину дифференциального сопротивления p-n-перехода при ui, B; Ti, K.
Объяснить:
– работу p-n-перехода, используемого в выпрямителе;
– причины расхождения между теоретической и реальной вольт-амперными характеристиками p-n-перехода;
– практическое значение и применение активной компоненты полного сопротивления p-n-перехода.
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 1.1 – 1.12, представлены в табл. 1.
Таблица 1.
| № варианта | 
Ом.см
| 
Ом.см
| ui, В | Ti, K |
| 1.1 | 0,01 | 44,0 | 0,1 | |
| 1.2 | 0,112 | 44,1 | 0,2 | |
| 1.3 | 0,013 | 44,5 | 0,3 | |
| 1.4 | 0,015 | 44,8 | 0,4 | |
| 1.5 | 0,18 | 45,0 | 0,5 | |
| 1.6 | 0,2 | 45,1 | 0,6 | |
| 1.7 | 0,22 | 45,3 | 0,7 | |
| 1.8 | 0,25 | 45,8 | 0,8 | |
| 1.9 | 0,27 | 46,0 | 0,9 | |
| 1.10 | 0,3 | 46,4 | 1,0 | |
| 1.11 | 0,33 | 46,7 | 1,1 | |
| 1.12 | 0,35 | 47,0 | 1,2 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
1.1. Изготовление p-n-перехода микроплавлением с помощью электронного луча.
1.2. Механизмы диффузии в полупроводниках.
1.3. Распределение примеси при диффузии из бесконечного источника.
1.4. Распределение примеси при диффузии из ограниченного источника.
1.5. Способы проведения диффузии.
1.6. Радиационно-стимулированная диффузия.
1.7. Силановый метод эпитаксиального выращивания полупроводниковых слоев.
1.8. Хлоридный метод эпитаксиального выращивания полупроводниковых слоев.
1.9. Молекулярно-лучевая эпитаксия.
1.10. Гетероэпитаксия.
1.11. Локальная эпитаксия.
1.12. Методы легирования эпитаксиальных слоев.
I.2. Электронно-дырочный переход
Р-n-переход используется в качестве переменного резистора в аттенюаторе, схема которого показана на рисунке.
Вычислить величину дифференциального сопротивления диода как функцию Ii.
Смещение на диоде задается источником постоянного тока I, а связь между сигналами осуществляется через конденсатор емкостью С, реактивное сопротивление которого пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением резистора Ri. Вычислите и постройте зависимость ослабления сигнала по напряжению в децибелах 
от величины тока Ii. Ток насыщения можно взять равным 
1мкА.
Вычислите емкость и толщину обедненного слоя при обратном напряжении смещения Uобрi, если изменение плотности заряда по обе стороны резкого p-n-перехода представляет собой ступенчатую функцию, т. е. 
. Принять 
.
Построить энергетическую диаграмму p-n-перехода для заданного Uобрi.
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 2.1 – 2.12, представлены в табл. 2.
Таблица 2
| № варианта | 
кОм
| 
мА
| 
см-3
| 
см-3
| 
B
|
| 2.1 | 1,0 | 0,01-0,1 | 1.1017 | 2.1015 | 0,2 |
| 2.2 | 1,3 | 0,01-0,1 | 5.1017 | 4.1015 | 0,4 |
| 2.3 | 1,5 | 0,01-0,1 | 1.1018 | 6.1015 | 0,6 |
| 2.4 | 1,7 | 0,01-0,1 | 5.1018 | 8.1016 | 0,8 |
| 2.5 | 1,9 | 0,10-1,0 | 1.1019 | 1.1017 | |
| 2.6 | 2,1 | 0,10-1,0 | 5.1019 | 5.1015 | 1,2 |
| 2.7 | 2,3 | 0,10-1,0 | 1.1020 | 2.1015 | 1,4 |
| 2.8 | 2,7 | 0,10-1,0 | 2,5.1017 | 1.1015 | 1,6 |
| 2.9 | 2,9 | 1,0-10,0 | 2,5.1018 | 8.1014 | 1,8 |
| 2.10 | 3,1 | 1,0-10,0 | 2,5.1019 | 6.1014 | |
| 2.11 | 3,5 | 1,0-10,0 | 7,5.1017 | 4.1014 | 2,2 |
| 2.12 | 3,7 | 1,0-10,0 | 7,5.1018 | 2.1014 | 2,4 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
2.1. Получение на поверхности кремния слоев SiO2 методом термического окисления.
2.2. Анодное электролитическое оксидирование поверхности кремния.
2.3. Механизм ионного легирования при ориентированном внедрении ионов.
2.4. Механизм ионного легирования при разориентированном внедрении ионов.
2.5. Распределение концентрации примесей в ионно-легированных слоях.
2.6. Преимущества и недостатки ионного легирования полупроводников.
2.7. Термовакуумный метод нанесения пленок.
2.8. Получение тонких пленок при распылении ионной бомбардировкой.
2.9. Получение тонких пленок при осаждении металла из электролита и растворов.
2.10. Разделение пластин и подложек с готовыми структурами при сборке интегральных микросхем.
2.11. Основные методы сборки интегральных микросхем.
2.12. Монтаж кристаллов при сборке интегральных микросхем.
I.3. Электронно-дырочный переход
Определить во сколько раз увеличивается обратный ток насыщения p-n-перехода, если температура увеличивается:
– от 
до 
для германиевого диода;
– от 
до 
для кремниевого диода.
Опишите физические процессы, происходящие в p-n-переходах
– при лавинном пробое;
– при туннельном пробое.
Р-n-переход изготовлен из легированного германия с концентрацией акцепторной и донорной примесей соответственно Nai и Ndi. Определите толщину обедненного слоя, если при обратном смещении величина максимального электрического поля в переходе равна 
.
Рассчитать и построить энергетическую диаграмму p-n-перехода в равновесном состоянии, а также при напряжении, соответствующем величине .
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 3.1 – 3.5, представлены в табл. 3.
Таблица 3
| № варианта | 
| 
| 
| 
| 
|
| 3.1 | 0-20 | 0-35 | 9.1023 | 2.1023 | 1.106 |
| 3.2 | 20-40 | 35-70 | 1.1023 | 5.1023 | 2.106 |
| 3.3 | 40-60 | 70-105 | 2.1023 | 2.1023 | 4.106 |
| 3.4 | 60-80 | 105-140 | 4.1023 | 8.1023 | 8.106 |
| 3.5 | 80-100 | 140-175 | 5.1023 | 1.1023 | 1.106 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
3.1. Методы герметизации интегральных микросхем в корпусах
различного типа.
3.2. Бескорпусная герметизация интегральных микросхем.
3.3. Оптическая литография.
3.4. Электронно-лучевая литография.
3.5. Рентгеновская литография.
I.4. Электронно-дырочный переход
Р-n-переход формируется путем диффузии бора в кремний n-типа с удельным сопротивлением 
Ом . м. Концентрация бора на поверхности равна Nsi, м-3. Известно, что на глубине xi, мкм от поверхности концентрация бора уменьшается в е раз. Площадь поперечного сечения p-n-перехода – Ai, мм2, обратное смещение – Uобрi, B.
Определить:
– концентрацию основных и неосновных носителей заряда;
– ширину p-n-перехода;
– барьерную емкость p-n-перехода;
– максимальную напряженность электрического поля в p-n-переходе;
– ток диода при прямом напряжении Uпрi, B;
– напряжение пробоя, предполагая, что он наступает при напряженности поля 
, B/м.
Рассчитать и построить энергетическую диаграмму p-n-перехода при Uобрi.
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 4.1 – 4.5, представлены в табл. 4.
Таблица 4
| № варианта | 
Ом.м
| 
м-3
|  ,
мкм
| Аi, мм-2 |
B
| 
B
|
|
| 4.1 | 0,015 | 5.1025 | 1,5 | 1,0 | 0,25 | 5.107 | |
| 4.2 | 0,03 | 2.1024 | 1,1 | 0,8 | 0,30 | 1.107 | |
| 4.3 | 0,05 | 1.1024 | 1,0 | 1,2 | 0,45 | 2.107 | |
| 4.4 | 0,1 | 1.1025 | 1,7 | 0,6 | 0,15 | 8.106 | |
| 4.5 | 1,0 | 5.1024 | 0,8 | 1,4 | 0,90 | 7.107 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
4.1. Методы контроля и испытаний интегральных микросхем.
4.2. Электронно-лучевая обработка (элионика) в технологии интегральных микросхем.
4.3. Лазерная обработка в технологии интегральных микросхем.
4.4. Прогнозирование надежности полупроводниковых приборов и их диагностика.
4.5. Виды и механизмы отказов полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.
I.5. Контакт металл-полупроводник
Рассчитать и построить ВАХ контакта металл-полупроводник на основе кремния с концентрацией примеси, равной N, при заданной температуре Т. При этом необходимо определить:
– контактную разность потенциалов 
и высоту барьера Шоттки 
;
– толщину обедненного слоя полупроводника W в равновесном состоянии;
– величину диффузионной 
и дрейфовой составляющей 
скорости электронов при протекании тока через контакт металл-полупроводник, на основе чего выбрать выражение для расчета ВАХ;
– барьерную емкость контакта металл-полупроводник при обратном напряжении смещения Uсм;
– оценить вероятность туннелирования электронов с энергией E, сквозь барьер при заданном прямом напряжении смещения Uсм. Площадь контакта металл-полупроводник считать 
. Основываясь на данных расчета, построить энергетическую диаграмму контакта металл-полупроводник при заданном напряжении смещения.
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 5.1 – 5.5, представлены в табл. 5.
Таблица 5
| № варианта | Тип проводимости кремния | Работа выхода атомов из металла
 эВ
| T, K | N, см-3 | Ucm, B | 
|
| 5.1 | p | 4,1 (Al) | 5.1013 | 0,9 | ||
| 5.2 | n | 4,2 (Ta) | 5.1017 | 0.5 | 0,95 | |
| 5.3 | n | 4,75 (Au) | 5.1015 | 0,95 | ||
| 5.4 | n | 5,3 (Pt) | 5.1016 | 0,95 | ||
| 5.5 | p | 4,5 (W) | 5.1013 | 0,9 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
5.1. Методы получения монокристаллических подложек.
5.2. Механизмы роста пленок на подложках.
5.3. Механизмы удаления поверхностных загрязнений подложек.
5.4. Кинетика химического травления кремния.
5.5. Методы и механизмы геттерирования собственных и примесных дефектов в полупроводниковых подложках.
I.6. МДП-структура
В МДП-транзисторе с кремниевым затвором рассчитать и построить зависимость порогового напряжения как функции концентрации доноров Nd в подложке из кремния n-типа проводимости. Диэлектрик – SiO2. Считать МДП-структуру идеальной. Основываясь на данных расчета, построить энергетическую диаграмму МДП-структуры в режиме сильной инверсии при Ndi, см-3.
Рассчитать величину дифференциальной емкости МДП-структуры в данном транзисторе в режимах сильной инверсии и обогащения.
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 6.1 – 6.5, представлены в табл. 6.
Таблица 6
| № варианта | Тип затвора | Толщина окисла, нм | Т, К | Nd, см-3 | Ndi, см-3 |
| 6.1 | p+ | 1013-1017 | 1,5.1016 | ||
| 6.2 | n+ | 1013-1017 | 2.1016 | ||
| 6.3 | p+ | 1013-1017 | 3.1016 | ||
| 6.4 | n+ | 1013-1017 | 4.1016 | ||
| 6.5 | p+ | 1013-1017 | 5.1016 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
6.1. Технология изготовления МОП-транзистора с каналом p-типа.
6.2. Технология изготовления комплементарных МОП-транзисторов.
6.3. Конструктивно-технологические методы управления зарядом в подзатворном диэлектрике МДП-структуры.
6.4. МНОП-технология в производстве МДП-транзисторов.
6.5. Технология изготовления МОП-транзистора с кремниевым затвором.
I.7. МДП-структура
В МДП-транзисторе с кремниевым затвором рассчитать и построить зависимость порогового напряжения как функции концентрации акцепторов Na в подложке из кремния р-типа проводимости. Диэлектрик – SiO2. Считать МДП-структуру идеальной. Основываясь на данных расчета, построить энергетическую диаграмму МДП-структуры в режиме сильной инверсии при Nai, см-3.
Рассчитать величину дифференциальной емкости МДП-структуры в данном транзисторе в режимах сильной инверсии и обогащения.
Численные значения исходных данных, необходимых для выполнения задания по вариантам 7.1 – 7.5, представлены в табл. 7.
Таблица 7
| № варианта | Тип затвора | Толщина окисла, нм | Т, К | Nd, см-3 | Ndi, см-3 |
| 7.1 | n+ | 1013-1017 | 1,5.1016 | ||
| 7.2 | p+ | 1013-1017 | 2.1016 | ||
| 7.3 | n+ | 1013-1017 | 3.1016 | ||
| 7.4 | p+ | 1013-1017 | 4.1016 | ||
| 7.5 | n+ | 1013-1017 | 5.1016 |
Задание к вопросу о методе формирования
полупроводниковой структуры
7.1. Применение метода ионной имплантации в технологии МОП-транзисторов.
7.2. Метод изготовления МОП-транзистора с использованием структур “кремний на сапфире” (КНС).
7.3. Метод изготовления МДП-транзисторов с использованием D-МОП-структур.
7.4. Метод изготовления МДП-транзисторов с использованием V-МОП-структур.
7.5. Технологический контроль в производстве МДП-транзисторов методом вольт-фарадных характеристик.
II. ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ
1. Сенсоры температуры на основе полупроводниковых структур.
2. Сенсоры давления на основе полупроводниковых структур.
3. Сенсоры газов на основе полупроводниковых структур.
4. Сенсоры влажности на основе полупроводниковых структур.
5. Сенсоры электромагнитных излучений на основе полупроводниковых структур.
6. Светодиоды (физика, конструкции, технология, рабочие характеристики).
7. Фотодетекторы (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы).
8. Солнечные элементы на однородных и неоднородных p-n-переходах.
9. Солнечные элементы на поверхностных и тонкопленочных полупроводниковых структурах.
10. Линейные дефекты в кремнии и их влияние на его электрофизические свойства.
11. Функциональные устройства на основе приборов с зарядовой связью.
12. Функциональные устройства на основе объемного отрицательного сопротивления.
13. Функциональные устройства на оптронах.
14. Функциональные устройства на поверхностных акустических волнах.
15. Функциональные магнитоэлектрические устройства.
16. Функциональные элементы и устройства на основе явления сверхпроводимости.
17. Функциональные устройства на тонкопленочных многослойных структурах.
18. Молекулярная электроника.
19. Диагностика глубоких энергетических уровней в полупроводниковых структурах.
20. Физические и технологические ограничения традиционного направления развития микроэлектроники.
21. Наноэлектроника, наноэлектронные структуры и способы их формирования.
22. Физические проблемы надежности интегральных микросхем.
23. Емкостные методы контроля параметров полупроводниковых структур.
24. Размерное квантование и квантово-размерные структуры.
25. Применение квантово-размерных структур в приборах микро - и наноэлектроники.
III. ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Хабаровский институт инфокоммуникаций
(филиал) «Сибирский
государственный университет
телекоммуникаций и информатики»
Кафедра МТС и ОПД
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к индивидуальному заданию
по курсу “Физические основы электроники и наноэлектроники”
Тема задания
__________________ Выполнил студент группы _______________
(дата)
____________ ________________________
(подпись) (фамилия, инициалы)
__________________ Проверил _______________
(дата) (должность)
____________ ________________________
(подпись) (фамилия, инициалы)
Хабаровск 2016
IV.СВОЙСТВА КРЕМНИЯ, ГЕРМАНИЯ И
ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ (ПРИ Т=300К)
| Параметр | Обозначение | Si | Ge | SiO2 |
| Ширина запрешенной зоны | 
| |||
| при 300К, эВ | 1,124 | 0,670 | ||
| при 0К, эВ | 1,170 | 0,744 | ~8-9 | |
| Относительная диэлектрическая проницаемость | 
| 11,7 | 16,0 | 3,9 |
| Собственная концентрацияносителей заряда, см-3 | ni | 1.45.1010 | 2.4.1010 | |
| Эффективная плотность состояний, см-3 | ||||
| в зоне проводимости | Nc | 2,8.1019 | 1,04.1019 | |
| в валентной зоне | Nv | 1,04.1019 | 6,04.1018 | |
| Электрическое поле при пробое, В/см | 
| 3.105 | 8.104 | (6-9).106 |
| Эффективная масса | ||||
| электронов | 
| 1,08 | 0,55 | |
| дырок | 
| 0,81 | 0,3 | |
| Сродство к электрону, эВ | х | 4,05 | 1,0 | |
| Коэффициент диффузии, см2/с | ||||
| для электронов | Dn | 34.6 | ||
| для дырок | Dp | 12.3 | ||
| Эффективная постоянная Ричардсона в теории термоэлектронной эмиссии для кремния и германия, А.см-2К-2 | ||||
| n-типа | А* | 2,2.А | 1,11.А | |
| p-типа | 0,66.А | 0,34.А | ||
| А=120 А.см-2К-2 – постоянная Ричардсона для свободных электронов |
