- •В.Н. Игумнов физические основы микроэлектроники практикум
- •Оглавление
- •Глава 1 7
- •Глава 2 36
- •Глава 3 163
- •Указания по технике безопасности
- •Предисловие
- •Глава 1 Обработка результатов измерений
- •1.1. Основные понятия и определения метрологии
- •1.2. Погрешности прямых измерений
- •1.2.1. Поправки
- •1.2.2. Случайные погрешности
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Обратный ток через p-n-переход
- •1.2.3. Погрешность прибора
- •1.2.4. Погрешность округления. Полная погрешность прямого измерения
- •Э.Д.С. Датчика Холла
- •1.3. Погрешность косвенных измерений
- •1.3.1. Вычисление абсолютной и относительной погрешности
- •Результаты наблюдений
- •1.3.2 Схемы и формулы расчета погрешностей
- •1.3.3. Планирование эксперимента и оценка погрешности
- •1.4. Приближенные вычисления
- •1.5. Единицы измерения физических величин
- •1.6. Оформление результатов измерений
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 2 Лабораторные работы
- •2.1. Исследование характеристических параметров полупроводников
- •Зонная структура полупроводников
- •Температурная зависимость электропроводности
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.2. Исследование полупроводников с помощью эффекта Холла
- •Основные сведения из теории
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.3. Исследование эффекта поля в полупроводниках на базе полевого транзистора
- •Поверхностные состояния
- •Порядок выполнения работы
- •Величина тока стока
- •Величина тока стока
- •Контрольные вопросы
- •2.4. Определение потенциала Ферми в полупроводниках с помощью коэффициента термоэдс
- •Основные сведения из теории
- •Задание и отчетность
- •Контрольные вопросы
- •2.5. Определение коэффициента Пельтье компенсационным методом
- •Основные сведения из теории
- •Применение эффекта Пельтье для охлаждения радиоаппаратуры
- •Описание установки и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.6. Контакт металл – полупроводник
- •Основные сведения из теории
- •Теория метода и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.7. Изучение электрофизических процессов вp-nпереходе
- •Основные сведения из теории
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.8. Исследование кинетики формовки оксидных пленок при электрохимическом окислении металлов
- •Основные сведения из теории
- •Плазменно-электролитическое анодирование
- •Состояние теории образования оксидных пленок
- •Свойства оксидных пленок
- •Описание установки и анодирование
- •Измерение динамики роста и свойств оксидной пленки
- •Задания и отчетность
- •Контрольные вопросы
- •2.9. Исследование процессов в полупроводниковом фоторезисторе
- •Фотопроводимость и поглощение света полупроводниками
- •Процессы захвата, заряда, прилипания и рекомбинации носителей заряда
- •Время жизни носителей заряда. Квантовый выход
- •Теория метода и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.10. Полупроводники в сильных электрических полях
- •Теоретическая часть
- •Эффект Ганна
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.11. Свойства тонких проводящих пленок
- •Свойства тонких пленок
- •Контроль толщины тонких пленок
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 3 Решение задач
- •3.1. Структура твердых тел Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •3.2. Энергетические состояния микрочастиц Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •3.3. Электрические свойства твердых тел Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •3.4. Свойстваp-nперехода Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •Приложения п.1. Фундаментальные физические постоянные
- •П.2. Свойства полупроводников
- •П.3. Некоторые единицы системы си Основные единицы
- •Некоторые производные механические единицы
- •Некоторые производные единицы электрических величин
- •Некоторые производные единицы магнитных величин
- •П.4. Внесистемные единицы, допускаемые к применению
- •П.5. Плотность некоторых твердых тел
- •Библиографический список
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина,3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова,17
Контрольные вопросы:
1. Дайте определения понятиям «измерение», «физическая величина».
2. Перечислите основные виды и методы измерений.
3. Эталоны каких физических величин вы знаете?
4. Что такое поправка?
5. В чем отличие наблюдения от измерения?
6. В чем отличие прямых измерений от косвенных?
7. Приведите примеры совокупных и совместных измерений?
8. Дайте определение метода измерений?
9. Приведите классификацию погрешностей измерений?
10. Как определяют цену деления прибора?
11. Что характеризует класс точности прибора?
12. Как обозначается класс точности прибора?
13. Назовите причины появления систематических погрешностей.
14. Перечислите способы исключения систематических погрешностей
15. Как рассчитываются систематическая и случайная погрешности косвенных величин?
16. Сформулируйте закон суммирования погрешностей.
17. Как и когда оценивается результат измерений по метрологическим характеристикам средств измерений?
18. Приведите формы записи однократных и многократных измерений
19. Как оценить погрешность измерения при планировании эксперимента?
20. Какие факторы влияют на выбор числа повторных измерений?
21. Дайте определение верных, сомнительных и неверных цифр.
22. Сколько значащих цифр должен иметь результат измерений, погрешности?
23. Как определяется число значащих в результате измерения цифр при сложений, вычитаний и умножений?
24. Как определяют число значащих цифр в результате измерения при делений, возведений в степень?
25. Назовите основные единицы системы СИ.
26. Как правильно записать результат измерения?
27. Назовите требования, предъявляемые к графической интерпретации результатов измерений.
28. Какие задачи можно решить с помощью графических методов обработки результатов измерений?
Литература [1], [2].
Глава 2 Лабораторные работы
Важной частью курса “Физические основы микроэлектроники” является лабораторный цикл.
Целью выполнения лабораторных работ является: закрепление полученных теоретических знаний дисциплины, ознакомление на практике с физическими явлениями и эффектами, поведением термодинамических систем в различных состояниях; изучение свойств полупроводников, контактов и структур; приобретение навыков научных исследований в области физико-химических процессов, протекающих при производстве и эксплуатации электронной аппаратуры в микроэлектронном исполнении.
Для успешного выполнения лабораторных работ студент должен обладать знаниями математики и физики, а кроме того ознакомиться с теоретическим материалом по теме работ, изложенном в настоящем пособии. Студент должен так же ознакомиться с приборами, входящими в лабораторную установку и получить от преподавателя допуск к выполнению работы.
В процессе выполнения лабораторной работы студенты должны записывать экспериментальные и расчетные материалы в черновик отчета. После окончания работы, полученные данные представляются преподавателю, после чего каждым студентом оформляется индивидуальный отчет, сопровождаемый краткими выводами, включающими анализ полученных результатов. Отчет должен содержать анализ точности проведенных измерений, абсолютные и относительные погрешности измерений.
Следующим этапом является подготовка к защите и защита лабораторной работы. Во время защиты студент должен отвечать аргументировано и точно на контрольные вопросы описания лабораторной работы. Для точных ответов необходимо использовать литературу, приведенную в конце описания.