Министерство образования и науки Российской Федерации

Марийский государственный технический университет

В.Н. Игумнов физические основы микроэлектроники практикум

Йошкар-Ола,

2008

УДК 621.382

ББК 32.85

И28

Рецензенты: кафедра конструирования и производства ЭВА Казанского Государственного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук проф. Даутов О.Ш.); зав. кафедрой квантовой статистики Марийского Государственного университета д.ф.-т.н. проф. Косов А.А.

Печатается по решению редакционно-издательского совета МарГТУ

Игумнов В.Н.

И28 Физические основы микроэлектроники: Практикум. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008 - с.

Учебное пособие содержит лабораторные и практические работы, поддерживающие базовый курс «Физические основы микроэлектроники». В пособие включены лабораторные работы, связанные с исследованием основных параметров полупроводников, контактов, а также МДП-структур. В пособии приводятся примеры решения задач по различным разделам дисциплины, а также задачи для самостоятельного решения. В данное пособие включена глава, посвященная методам планирования эксперимента, обработки и оформления результатов работ. Пособие предназначено для студентов специальностей 20800, 220500, а также родственных специальностей.

© Марийский государственный технический университет, 2007

Оглавление

Указания по технике безопасности 4

Предисловие 5

Глава 1 7

1.1. Основные понятия и определения метрологии 7

1.2. Погрешности прямых измерений 9

1.2.1. Поправки 10

1.2.2. Случайные погрешности 10

1.2.3. Погрешность прибора 15

1.2.4. Погрешность округления. Полная погрешность прямого измерения 16

1.3. Погрешность косвенных измерений 19

1.3.1. Вычисление абсолютной и относительной погрешности 20

1.3.2 Схемы и формулы расчета погрешностей 23

1.3.3. Планирование эксперимента и оценка погрешности 25

1.4. Приближенные вычисления 26

1.5. Единицы измерения физических величин 29

1.6. Оформление результатов измерений 31

Глава 2 36

2.1. Исследование характеристических параметров полупроводников 36

2.2. Исследование полупроводников с помощью эффекта Холла 49

2.3. Исследование эффекта поля в полупроводниках на базе полевого транзистора 58

2.4. Определение потенциала Ферми в полупроводниках с помощью коэффициента термоэдс 68

2.5. Определение коэффициента Пельтье компенсационным методом 83

2.6. Контакт металл – полупроводник 91

2.7. Изучение электрофизических процессов в p-n переходе 107

2.8. Исследование кинетики формовки оксидных пленок при электрохимическом окислении металлов 118

2.9. Исследование процессов в полупроводниковом фоторезисторе 128

2.10. Полупроводники в сильных электрических полях 146

2.11. Свойства тонких проводящих пленок 157

Глава 3 163

3.1. Структура твердых тел 164

3.2. Энергетические состояния микрочастиц 169

3.3. Электрические свойства твердых тел 182

3.4. Свойства p-n перехода 195

Приложения 205

П.1. Фундаментальные физические постоянные 205

П.2. Свойства полупроводников 206

П.3. Некоторые единицы системы СИ 207

П.4. Внесистемные единицы, допускаемые к применению 208

Библиографический список 209