Материал: UnEncrypted

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

С. М. Павлов

ОСНОВИ МІКРОЕЛЕКТРОНІКИ

Міністерство освіти і науки України Вінницький національний технічний університет

С. М. Павлов

ОСНОВИ МІКРОЕЛЕКТРОНІКИ

Навчальний посібник

Вінниця

ВНТУ

2010

1

УДК 621.382 ББК 33.852я73

П12

Рекомендовано до друку Вченою радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України (протокол №3 від 30.10.2008р.)

Рецензенти:

В. С. Осадчук, доктор технічних наук, професор В. М. Дубовий, доктор технічних наук, професор О. В. Грабчак, кандидат технічних наук, доцент

Павлов, С. М.

П12 Основи мікроелектроніки : навчальний посібник / С. М. Павлов.

Вінниця : ВНТУ, 2010. – 224с.

Внавчальному посібнику викладені основні принципи і напрямки розвитку мікроелектроніки; проведена класифікація виробів мікроелектроніки і їх загальна характеристика; описані фізико-хімічні основи і технологія виготовлення напівпровідникових і гібридних ІМС.

УДК 21.382 ББК 33.852я73

© С. Павлов, 2010

2

 

ЗМІСТ

 

Вступ.....................................................................................................................

 

5

1 Основні положення і напрямки розвитку мікроелектроніки

....................... 7

1.1. Етапи розвитку електроніки..............................................................

7

1.2

Основні положення і принципи мікроелектроніки .........................

8

1.3

Нові напрямки розвитку мікроелектроніки....................................

10

2 Структура і фізико-механічні властивості твердих тіл..............................

21

2.1

Кристалізація і склування ................................................................

21

2.2. Рідкі кристали...................................................................................

25

2.3

Структура ідеальних кристалів........................................................

28

3 Елементи квантової механіки і фізичної статистики .................................

32

3.1

Корпускулярно-хвильовий дуалізм.................................................

32

3.2

Спін електрона...................................................................................

33

3.3

Симетрія, вродженість......................................................................

34

4 Теплові властивості твердих тіл...................................................................

35

4.1

Поняття про нормальні коливання граток......................................

35

4.2

Поняття про фотони..........................................................................

39

4.3

Теплоємність твердих тіл.................................................................

40

4.4

Теплове розширення твердих тіл ....................................................

43

4.5

Теплопровідність твердих тіл..........................................................

44

5 Електропровідність твердих тіл ...................................................................

48

5.1

Природа електричної провідності твердих тіл...............................

48

5.2

Явище надпровідності......................................................................

53

6 Контактні і поверхневі явища.......................................................................

59

6.1

Робота виходу....................................................................................

59

6.2

Термоелектронна емісія ...................................................................

61

6.3

Контактна різниця потенціалів........................................................

64

6.4

Електронно-дірковий перехід. Методи отримання

 

р-п переходу.......................................................................................................

66

6.5

Рівноважний стан р-п- переходу......................................................

67

6.6 Випрямні властивості р-п-переходу ...........................................

71

6.7 Імпульсні і високочастотні властивості р-п-переходу.....................

77

6.8 Пробій р-п-переходу .....................................................................

84

7 Термоелектричні і гальваномагнітні явища................................................

86

7.1 Термоелектрорушійна сила ...........................................................

86

7.2 Ефект Пельтьє...................................................................................

93

7.3 Ефект Холла......................................................................................

95

7.4 Ефект Еттінгсгаузена.......................................................................

97

8 Оптичні і фотоелектричні явища в напівпровідниках............................

99

8.1 Поглинання світла.............................................................................

99

8.2 Фотопровідність напівпровідників................................................

103

 

3

 

8.3 Фотоелектричні явища в р-п-переході.......................................

107

8.4 Випромінювальна рекомбінація в напівпровідниках,

 

світлодіодах......................................................................................................

110

8.5

Когерентне випромінювання. Квантові підсилювачі

 

і генератори......................................................................................................

112

8.6 Поняття про голографію ............................................................

118

9 Технологічні основи напівпровідникової мікроелектроніки....................

121

9.1

Загальні відомості............................................................................

121

9.2

Отримання шарів оксиду і нітриду кремнію ...............................

122

9.3

Літографія........................................................................................

125

9.4

Легування напівпровідників дифузією ........................................

134

9.5

Іонне легування напівпровідників.................................................

140

9.6

Епітаксійне нарощування напівпровідникових шарів..................

143

9.7 Виготовлення елементів біполярних ІМС ...................................

145

9.8

Виготовлення елементів МДН ІМС..............................................

150

Література ........................................................................................................

154

Додаток А.........................................................................................................

155

Глосарій

............................................................................................................

219

4