- •Материалы и компоненты наноэлектроники Лабораторный практикум
- •Реценты:
- •Лабораторная работа №1 Получение пористого кремния методом электрохимического травления Цель работы:
- •1. Физико-химические основы анодного травления кремния
- •1.1. Основные особенности анодного растворения кремния
- •1.2. Механизмы анодного растворения кремния
- •1.2.1 Механизм анодного растворения кремния по Тарнеру
- •1.2.2. Механизм анодного растворения кремния по Меммингу и Швандту
- •1.2.3. Гидридный механизм анодного растворения кремния
- •1.2.4. Механизм анодного растворения кремния в разбавленных растворах hf
- •2. Методика получения пористого кремния методом электрохимического травления
- •2. 1. Подготовка образцов к электрохимическому травлению
- •2.1. 1. Формирование подложки.
- •2.1.2. Химическая обработка.
- •2.1.3. Формирование омического контакта.
- •2.1.4. Определение площади активного травления.
- •2.2. Расчет режимов электрохимического травления и состава электролита.
- •2.3. Описание электрохимической ячейки и процесса анодирования
- •3. Порядок проведения работы и указания по технике безопасности
- •4. Методика обработки и представления результатов измерений
- •5. Требования к отчёту
- •6. Контрольные вопросы и задания.
- •Лабораторная работа №2 Определение степени пористости кремниевых структур весовым методом (6ч). Цель работы
- •1. Методы определения степени пористости
- •2. Методика подготовки образцов к электрохимическому травлению и описание электрохимической ячейки
- •3. Порядок выполнения работы и указания по технике безопасности
- •4. Методика обработки и представления результатов
- •5. Требования к отчету
- •6. Примерные контрольные вопросы и задания для допуска и сдачи работы
- •2. Схема измерения вах
- •3. Методика подготовки образцов к электрохимическому травлению и описание электрохимической ячейки
- •4. Порядок выполнения работы и указания по технике безопасности
- •5. Методика обработки и представления результатов
- •6. Требования к отчету
- •7. Литература
- •Лабораторная работа №4 Обработка и количественный анализ сзм изображений (4ч). Цель работы
- •1. Теоретические основы обработки и количественного анализа сзм изображений
- •Количественный анализ сзм изображений
- •2. Задание на выполнение работы
- •3. Методические указания к выполнению работы
- •2. Варианты заданий
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
- •5. Литература
- •Лабораторная работа №6 Метод получения нано-размерных островковых структур инконгруэнтным испарением Цель работы
- •1. Физико-химические основы метода
- •2. Вывод базовых соотношений определения брутто-характеристик процесса формирования островковых пленок инконгруэнтным испарением
- •3. Основные положения феноменологической модели роста островков
- •4. Определение максимальной высоты островка в процессе роста
- •Лабораторная работа № 7 Получение газопоглощающих покрытий методом магнетронного распыления Цель работы:
- •1. Теоретические основы метода
- •1.2. Конструкции магнетронных распылительных систем
- •2. Оборудование и материалы
- •3. Порядок выполнения работы и указания по технике безопасности
- •3.2. Проведение измерений
- •3.3. Проведение экспериментальных и теоретических расчетов параметров процесса магнетронного распыления
- •4. Оформление результатов работы
- •5. Контрольные вопросы
- •7. Литература
- •Лабораторно-практическая работа № 8 Моделирование вах одноэлектронного транзистора Цель работы:
- •8.1. Базовая теория кулоновской блокады
- •8.3. Задание на выполнение работы
- •8.4. Вопросы на защиту
- •Литература
- •5. Часть 2. Одноэлектронный транзистор
- •8.3. Задание на выполнение второй части работы
- •Дополнительная литература
3.2. Проведение измерений
После каждого из трех процессов напыления провести измерения толщины полученных пленок в пяти различных точках подложки на микроинтерферометре Линника МИИ-4.
3.3. Проведение экспериментальных и теоретических расчетов параметров процесса магнетронного распыления
1. Для каждого проведенного процесса напыления рассчитать среднее арифметическое значение толщины пленки h, среднюю квадратичную погрешность единичного измерения S, и среднюю квадратичную погрешность результата измерений Sh. Результаты измерений занести в табл. 7.3.
Таблица 7.3
Расчет толщины пленки
№ п/п |
hi |
dhi |
dhi2 |
S |
Sh |
1 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
2. По результатам измерений толщины пленки построить график зависимости h(t).
3. На основании построенного графика h(t) представить эмпирическую формулу зависимости толщины пленки от времени напыления в виде h = a t.
4. Рассчитать коэффициент распыления ионами Ar (с энергией Eи = 0,2; 0,5; 0,8; 1,4 кэВ) материала мишени по одному из вариантов, представленных в табл. 7.4.
Таблица 7.4
Расчет коэффициента распыления
№ п/п |
материал |
S, атом/ион, при Eи, кэВ |
|||
0,2 |
0,5 |
0,8 |
1,4 |
||
1 |
Cu |
|
|
|
|
2 |
Al |
|
|
|
|
3 |
Ni |
|
|
|
|
4 |
Cr |
|
|
|
|
5 |
Ti |
|
|
|
|
5. Рассчитать скорость распыления ионами Ar+ с энергией 0.5; 0.8 и 1.4 кэВ при заданной плотности ионного тока и указанном материале мишени в соответствии с вариантом в табл. 7.5.
Таблица 7.5
Расчет скорости распыления
№ п/п |
Материал |
vрасп, нм/с, при jи, А/см2 |
||
2∙10–2 |
5∙10–2 |
8∙10–2 |
||
1 |
Cu |
|
|
|
2 |
Al |
|
|
|
3 |
Ni |
|
|
|
4 |
Cr |
|
|
|
5 |
Ti |
|
|
|
По результатам расчетов построить график зависимости vрасп(jи).
