Крутогин - Материалы и компоненты микроэлектроники (1074334), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Поэтому в полупроводникахдислокации могутзахватывать свободные носители и влиять на электрические свойства. Вметаллах и диэлектриках дислокаций может быть гораздо больше, но ихэлектрическая активность мало существенна.Легирование – преднамеренное введение в материалпримесей внеобходимом количестве, оптимально улучшающем полезные свойства.Может быть объемное или поверхностное, локальное. Неконтролируемоепопадание примесей в объем или на поверхность материала называетсязагрязнением.
Явление нежелательное, но всегда в той или иной мереприсутствующее.Комплекс мер по борьбе с загрязнениями называетсявакуумная гигиена( так как идеальный вакуум- идеально чистая среда)Окисление – в технологии кремниевых приборов простой способсоздания защитного или диэлектрического слоя диоксида кремния накремнии путем нагрева в атмосфере с малым количеством кислорода.Контакт – точечная или плоскостная граница металл-полупроводник,92которая, в зависимости от свойств металла и полупроводника, можетбыть выпрямляющей (барьер Шоттки) или омической (соблюдается законОма).Электромиграция – унос атомов металла электронным ветром впроводниках малого сечения при высокой плотности тока.Дрейф(носителей заряда), дрейфовая скорость – составная частьдвижения носителей заряда в отличие от хаотической составляющей общаядля них всех.Подвижность – дрейфовая скорость носителей в электрическом полеединичной напряженности.
Максимальная подвижность достигается вчистом(слаболегированном) материале.Рассеяние – процесс взаимодействия движущихся носителей заряда ссвязаннымиэлектрическимизарядами(ионамипримеси,заряженнымивакансиями, дислокациями) в решетке твердого тела или с колебаниямисобственных атомов решетки .
Рассеяние всегда ведет к снижениюдрейфовой скорости.Время жизни – время выравнивания неравновесной (избыточной)концентрации носителей заряда, введенных в полупроводник импульсом токаили излучения. Определяется условиями рекомбинации.Адгезия(прилипание)– возникновение химических связей на границедвух разнородных материалов, обеспечивающее прочность их соединения .Поляризация - процесс смещения заряженных частиц (электронов,ионов,полярныхмолекул)вобъемедиэлектрика,приводящийквозникновению электрического заряда на его поверхностяхЭпитаксиальная структура - комбинация двух или более слоевполупроводника, отличающихсятипом или концентрацией легирующейпримеси.
Более толстый и прочный слой является несущим и называетсяподложкой, а наружный эпитаксиальный слой (или слои)специальновыращивается таким образом, чтобы строение кристаллической решетки на93границе с подложкой не имело существенных нарушений. Эпитаксия –приемы и процессы, обеспечивающиеполучениеэпитаксиальных( игетероэпитаксиальных) структур.Гетероструктура – комбинация двух или более эпитаксиальных слоевполупроводников с различной шириной запрещенной зоны, подобранных ивыращенных таким образом, что кристаллическая решетка на границе слоевпочти не изменяется, а возможные напряжения на границе слоев меньшепорога разрушения.Распространенные аббревиатуры:БИС, СБИС – большая или сверхбольшая интегральная схема,собирательное понятие для обозначения интегральных схем с числомотдельных элементов от 103 до 109 .ГИС- выполненная в едином корпусемикросхема,содержащаядополнительныекромеи на общей подложкеинтегрированныхнавесные элементы, напримерБИС,элементовдискретныетранзисторы, емкости, индуктивности.МДП(МОП)-структураметалл-диэлектрик-полупроводник,какправило на подложке – полупроводнике.
Если диэлектриком служит слойоксида кремния- это структура МОП(металл-окисел-полупроводник) илиприбор на основе такой структуры.КНС (КНИ) –структура« кремний на сапфире» или «кремний наизоляторе», одна из технологий создания полупроводниковых приборов наоснове тонких активных слоев кремния эпитаксиально нанесенных наподложку из отличного диэлектрика-сапфира(Al2 O3 )A111 BY , A11BY1 –обобщенное обозначение классов полупроводниковыххимических соединений, образованных металлами второй или третьейгруппы ПС и неметаллов, соответственно шестой или пятой группы. Поструктуре наружныхвалентных электронных оболочекэти соединенияподобны элементарным полупроводникам(изоэлектронные аналоги).94ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНАЦИОННЫМ БИЛЕТАМ1. Подвижность – дрейфовая в металлах, полупроводниках идиэлектриках.
Роль подвижности в проводимости.2. Кремнийсосвойствамиполупроводника,диэлектрика,резистивного материала.3. Функциональные и технологические достоинства кремния какполупроводника.4. Алюминий в микроэлектронике. Преимущества и недостатки.5. Материалы для резисторов.6. Что зависит от адгезии в технологии микроэлектроники и от чегозависит сама адгезия?7.
Поверхностное сопротивление металлического тонкого слоя.8. Электромиграция, когда она опасна? Когда и как с ней бороться?.9. Униполярные полупроводниковые материалы – в чем проблема?10. Непрямозонные полупроводники, в чем их ограничение?11. Концентрация неосновных носителей в кремнии, содержащемнапример 5.1019 см-3 Р-( уметь рассчитать) .12. Вчеминтересмикроэлектроникикмонокристаллическимматериалам, к аморфным материалам.13. Зависимость дрейфовой подвижности носителей от температуры.14.
Диффузионная длина носителей заряда.15. Способыполученияполупроводникавполуизолирующемсостоянии.16. Сплавы, смеси, твердые растворы, химические соединения – в чемразличие?17. Свойства материалов – какие они бывают?18. Пригодны ли для электроники материалы малой жесткости?19. Что характеризует модуль Юнга и как его измерить?9520. Чтотакоетеплопроводностьматериала,зачемонавмикроэлектронике?21.
ТКЛР -, когда и почему важно это свойство?22. Носители заряда в металлах, полупроводниках и диэлектриках.23. Коэффициент поглощения света в металлах, полупроводниках идиэлектриках.24. Пространственноераспределениеэлектроноввметаллах,полупроводниках и диэлектриках.25. Как может быть использован в микроэлектронике аморфныйматериал с ковалентными химическими связями?26. Какое свойство материала зависит отВодновременно?.27. Диэлектрик пробивается при (например) Е = 10 6 В/см . Каковадолжна быть минимальная толщина слоя диэлектрика в межатомнойизоляции микросхемы?28. Глубокийдонор,глубокийакцептор,вчемихрольвполупроводнике?29.
В металле 1У группы ПС растворили 0,1% примеси У группы. Какизменятся свойства металла?30. Электронно-дырочная пара. Вероятность генерации, вероятностьрекомбинации. Как повлиять на вероятность?31. В металле 1 группы растворили 2% металла Ш группы ПС. Какизменится проводимость и подвижность?32.
Трансформаторные стали кроме железа содержат 3-10% примесейкремния и алюминия (заведомо немагнитных элементов). Зачем нужны этипримеси в магнитном материале?33. Квант излучения с энергией hгенерирует в полупроводникеэлектронно-дырочную пару. Можно ли считать, что рекомбинация этой парыпородит подобный же квант с энергией h ?9634. Оцените тип и величину проводимостиидеального кристаллакремния полностью лишенного: а) примесей и структурных дефектов; б)только примесей.35. Полупроводниковое соединение типа АПВУ1 , полученное синтезом,идеально чистых компонентов постоянно имеет проводимостьр-типа.Предложите объяснение.**** для вопросов 36-40 выберите один или несколько правильных ответов:36.
Бестигельная зонная плавка кремния имеет перед методомЧохральского следующие преимущества:-Сравнительно простая ростовая установка;-отсутствует легирование кристалла тиглем-кристалл получается более совершенный.37. Энергетический зазор между уровнем донора и потолком валентнойзоны мал, потому что донор легко отдает электроны:- все верно;- все неверно; - верно, но не все.38. Преимущества GaAs перед Si .а) проще вырастить совершенный кристалл ( Тпл ниже);б) прямозонная структура;в) высокая подвижность носителей заряда.;г)возможно получение полуизолированных слоев;д) проще наносить защитные и диэлектрические слои.39. Предел работоспособности p-n перехода обусловлен:а) термостабильностью;б) термическими напряжениями;в) истощением примесной проводимости;г) генерацией собственных носителей;д) окислением поверхностного слоя ( эмиттера).40.
Полупроводники легируют для:а) уменьшения ширины запрещенной зоны;97б) создания p-n перехода;в) стабилизации температурной зависимости проводимости;г) регулирования проводимости;д) перехода к прямозонной структуре.41. Металлический стержень при сжатии деформировался на 5 %. Как инасколько изменились поперечные размеры стержня?42. Приведите пример хрупкого металла.43. Правильно ли сказать, что поликристалл – совокупность мелкихразориентированных монокристаллов?44. ВчемвозможноеразличиесвойствмонокристаллаАимонокристаллической пленки А?45. При каких условиях материал будет пластичен?6.Чем отличаются химические соединения и твердые растворы ?46. Чем объяснить упрочняющее действие на металл операций ковкиили штамповки?47.
Как влияет повышение температуры на механическую прочностьматериалов?48. Чем отличаются эластичные материалы от пластичных? Нужны лиэластичные материалы в РЭА?49. Почему у металлов теплопроводность выше, чем у диэлектриков?50.- какие характеристики не являются электрическими?51. Что такое термоудар, стойкость к термоудару? Для какихприменений в РЭА это важно?52. На материале с повышенной концентрацией глубоких акцепторовсделан p-n переход. Какое влияние окажут глубокие акцепторы наконцентрацию носителей в p- и n– области?53.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
