Теоретическое введение

БКК 22.379я73

К54

Рецензент:

доктор технических наук, профессор И.А. Ключиков

П.А. Белов

К54 Материалы и методы нанотехнологии указания к выполнению лабораторных работ:для студентов факультета физики, математики, информатики.

Курск: КГУ, 2012.-136 c.

Учебное пособие написано в соответствии с требованиями ФГОС третьего поколения. Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 210100 «Электроника и наноэлектроника». Содержит методические рекомендации по выполнению десяти лабораторных работ по физическим основам электроники. Приведены теоретические сведения, описаны методы измерений, экспериментальные установки и порядок выполнения работ, изложена методика обработки результатов измерений.

© Курский государственный университет, 2012

© Белов П.А. 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов факультета физики, математики и информатики специальности «Электроника и наноэлектроника» и написано в соответствии с действующей университетской программой. Перед тем как выполнять лабораторные работы, студент должен изучить теоретическую часть работы, познакомиться с экспериментальной установкой, понять суть метода измерений и порядок обработки результатов эксперимента. По каждой работе студент обязан оформить отчёт по установленной форме, в котором следует уделить внимание обработке результатов измерений, представлению графиков изучаемых зависимостей и выводам по выполненной работе.

Методическое пособие включает изучение моделирования процессов получения наноматериалов. Изучение процессов и методов контроля молекулярно-лучевой эпитаксии.

Перед тем как выполнять лабораторные работы, студент должен изучить теоретическую часть работы, познакомиться с экспериментальной установкой, понять суть метода измерений и порядок обработки результатов эксперимента. По каждой работе студент обязан оформить отчёт по установленной форме, в котором следует уделить внимание обработке результатов измерений, представлению графиков изучаемых зависимостей и выводам по выполненной работе.

К выполнению лабораторной работы студент допускается только с разрешения преподавателя после контроля его подготовленности. В процессе выполнения работы каждый студент должен тщательно произвести необходимые измерения, записать их результаты и необходимые для оформления протокола данные. По окончании работы студент должен подписать протокол у преподавателя и получить задание на следующее занятие. Протокол сохраняется студентом и прилагается к отчету по работе.

Перед сдачей отчета преподавателю необходимо подготовить ответы на контрольные вопросы, приведенные в конце описания каждой лабораторной работы. Полностью оформленный отчет предъявляется преподавателю при сдаче зачета по данной лабораторной работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ ОСАЖДЕНИЕМ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ.

Цель работы: Изучить основные закономерности получения пленок поликристаллического кремния из парогазовой фазы и определить факторы управления этими процессами. Изменяя термодинамические и конструктивные параметры модельного процесса получить слои поликремния заданной толщины и качества.

Теоретическое введение

Полупроводниковые плёнки сегодня используются в микроэлектронике (транзисторах, интегральных схемах и диодах) выполняют функции резистивных слоев и должны соответствовать необходимой зернистости.

Конструкции современных сверхбольших интегральных микросхем (СБИС) требуют создания многослойных структур на кремниевой подложке. Одним из таких слоев является плёнка поликремния, которая служит в качестве межсоединений активных элементов МОП-транзисторов, затворных электродов, высокоомных резисторов и диффузионных источников для формирования неглубоких переходов, а также заглубленных контактов.

В связи с широким применением плёнки должны обладать различными значениями удельного сопротивления, что определяется легированием и зернистносью, Вследствие выше сказанного важно изучать свойства плёнок поликремния.

Метод осаждения из газовой фазы посредством химических реакций в объёме и на поверхности при низких давлениях (LPCVD-процесс) широко используется в современной технологии микроэлектроники для создания пленок поликремния. Необходимым условием получения качественных слоев поликремния является контроль их электрических, структурных и других физических характеристик при проведении технологических операций обработки структурных элементов интегральных микросхем.

Необходимым условием получения качественных, с заданными свойствами слоёв поликремния является контроль их структурных, электрических и других физических характеристик при проведении технологических операций формирования структурных элементов СБИС. Структура зерна поликремния характеризуется его средним размером, кристаллографической ориентацией и распределением по размерам. Размер зерна в существенной степени определяет распределение легирующих элементов по его объёму и, в конечном счете, влияет на величину проводимости плёнки поликремния.