БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ РАДИОФИЗИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Ответы на контрольные вопросы к лабораторному практикуму по лекционному курсу «Взаимодействие электромагнитних волн и частиц с веществом"

Выполнили студенты 4 курса:

Правилов Евгений

Бусько Пётр

Бибик Денис

Лазаровский Алексей

Заведеев Дмитрий

Комок Фёдор

Прокопович Николай

Углик Андрей

Миклуш Дарья

Дубейко Александр

Минск, 2014г.

Лабораторная работа №1.

1. Назначение пленочных покрытий в технологии и функционировании изделий микроэлектроники? Применяемые материалы?

По своему назначению пленочные покрытия можно разделить следующим образом:

• токопроводящие системы (системы металлизации), состоящие в общем случае из контактного, проводящего, барьерного и адгезионного слоев, а также слоев межэлементной металлизации, металлизации затворов, металлизации для присоединения кристалла;

• диэлектрические пленки, выполняющие функции изоляции элементов ИС, разделения уровней металлизации, несущего основания для межэлементных соединений, подзатворного диэлектрика, защиты и пассивации кристалла;

• технологически вспомогательные пленки, наносимые в качестве масок для локального травления, легирования, окисления и т. д.

В производстве СБИС наиболее широко используются пленки Al и его сплавов с кремнием и медью, пленки Au, тугоплавких и благородных металлов (Ti, Mo, W, Ta, Pt, Pd и т. д.), а также их силициды и нитриды (соединения с Si и N соответственно), поликремний, нитрид кремния, оксиды Si, Al, Ti и Ta, пленки ФСС, БСС, БФСС и др.

2. Другие области применения пленочных покрытий? Применяемые материалы и их функциональные свойства?

Вакуумно-плазменные технологий (магнетронные, вакуумно-дуговые) находят широкое применение для нанесения пленочных покрытий сложного химического состава в электронике и микроэлектронике (металлизация, контактные структуры, ЖК-индикаторы, диэлектрические и защитные покрытия), оптике (интерференционные фильтры и зеркала, просветление, антибликовые и защитные покрытия), архитектуре и строительстве (декоративные и теплосберегающие покрытия), машиностроении (упрочняющие, защитные и трибологические покрытия) и т.д. Наиболее распространенные материалы покрытий: оксиды, нитриды, карбиды, карбонитриды металлов и полупроводников (TiN, TiC, TiO2, TiNC, TiAlN, ZrNC, TiZrN, InSn2O3, Al2O3, SiO2, Si3N4, Ta2O5 и т.д.).

Лабораторная работа №2.

1.Какой критерий используется для определения степени вакуума?

Отношение K_С / K_m = L / d _ЭФ = К_N называют числом Кнудсена.

Понятие степень вакуума определяет из условий:

- К_N << 1 - низкий вакуум,

- К_N ≈ 1 – средний вакуум,

- К_N > 1 - высокий вакуум,

- К_N >> 1 - сверхвысокий вакуум.

Чтобы определить степень вакуума по величине давления газа, необходимо знать характерный размер вакуумной камеры. Для типичного размера вакуумной камеры, равного нескольким десятков см:

-низкий вакуум соответствует 10⁵ – 10³ Па,

-средний вакуум соответствует 10³ – 10^-1 Па,

-высокий вакуум соответствует 10^-1 – 10^-4 Па,

-сверхвысокий вакуум соответствует 10^-4 – 10^-9 Па,

2.Перечислить основные параметры вакуумных насосов?

Основные параметры любого насоса: быстрота действия, предельное давление, наименьшее рабочее давление, наибольшее рабочее давление, наибольшее давление запуска и наибольшее выпускное давление.

3.Какой принцип действия пластинчато-роторного, турбомолекулярного, паромасляного диффузионного, магниторазрядного и криогенного насосов.?

Турбомолекулярный насос (молекулярный). Принцип действия основан на переносе газа вращающимся диском-ротором от центра к краю диска

Паромасляный диффузионный насос (молекулярный). Принцип действия основан на переносе газа струей пара рабочего масла насоса. Газ диффундирует в поток пара и переносится в выходную часть насоса

Магниторазрядный насос. Принцип действия основан на химической адсорбции молекул и атомов реактивных газов на металлических поверхностях. Активация частиц газа провидится с помощью тлеющего разряда в скрещенных магнитном и электрическом поле. Откачка инертных газов происходит путем их растворения в растущей на поверхности металла пленки химических соединений.

Криогенный насос. Принцин действия основан на физической адсорбции молекул и атомов реактивных газов на поверхностях с развитой площадью поверхности при низких температурах. Охлаждение поверхностей проводится с применение жидного азота, гелия ,водорода. Предельное давление зависит от температуры поверхности и составляет 10^-1…10^-9 Па.

4.Какой принцип действия теплового и электронного датчиков давления?

Принцип действия теплового датчика – зависимость температуры нагретой металлической нити от давления окружающего газа при условии постоянной вкладываемой в нагрев нити электрической мощности. Температура нити регистрируется термопарой и индицируется. Диапазон измеряемых давлений 10⁴ – 0,1 Па.

Принцип действия электронного датчика – влияние давления газа на ионный ток, образованный при ионизации газа ускоренным потоком термоэлектронов. Конструктивно очень схож с ламповым триодом, содержащим подогревной термокатод, сетку и анод. Диапазон измеряемых давлений 1 – 10^-7 Па.