Контрольные вопросы и задания

1. Охарактеризуйте поверхностные состояния.

2. Назовите причину возникновения уровней Тамма.

3. Охарактеризуйте уровни Шотки.

4. Какие состояния находятся на идеальной и реальной поверхностях?

5. Какие состояния называют быстрыми и медленными?

6. Когда формируются поверхностные зоны?

1. Опишите три группы поверхностных уровней.

2. Как формируются поверхностный и приповерхностный заряды?

3. От чего зависит толщина ОПЗ?

4. Что называют дебаевской длиной экранирования? Почему?

5. Рассчитайте дебаевскую длину экранирования в кремнии с удельным сопротивлением ρ=20 Ом∙м,Т=300К.

6. Как образуется поверхностный потенциальный барьер?

7. Нарисуйте зонные диаграммы ОПЗ р-полупроводника при наличии там квазидонорных и квазиакцепторных уровней.

8. Выполните задание 2.7 для n-полупроводника.

9. Определите толщину инверсного слоя для n-полупроводника с удельным сопротивлением 20 Ом∙м. Т=300К.

1. Как возникает поверхностная проводимость?

2. Объясните характер поведения функции ΔG_s(Y_s) дляp-полупроводника.

3. Объясните характер поведения функции ΔG_s(Y_s) дляn-полупроводника.

4. Какой смысл имеет экстремум функции ΔG_s(Y_s)?

5. Найдите Y_{s min}для кремния с удельным сопротивлением 15 Ом∙мТ=300К.

1. Опишите механизм эффекта поля.

2. Объясните характер поведения графиков ΔG(U_з) в МДП-структуре.

3. Как образуется инверсное состояние?

4. Как возникает потенциальный барьер в МДП-транзисторе?

5. В чем физический смысл отрицательного потенциального барьера?

6. Определите U_{з min}собственного кремнияТ=300К.

7. Каковы методы и в чем смысл исследования поверхностных состояний в МДП-структуре?

8. Найдите плотность заряда на поверхности кремния (N_д=10²²м^-3,Т=300К).

9. Определите удельную емкость МДП-структуры. Диэлектрик – 0,3 мкм SiO₂. Напряжение на затворе 1 В. Полупроводник – p-кремний, акцепторIп,N_a=1,5∙10^-21м^-3,Т=300К.

10. Назовите основные характеристики полевых транзисторов.

11. Как работает полевой транзистор с управляющим переходом?

1. Опишите механизм влияния состояния поверхности на работу p-n-перехода.

2. Как влияет состояние поверхности на оптоэлектронные приборы (излучатели, приемники)?

3. Каковы механизмы влияния состояния поверхности на работу МДП-структуры?

4. Какие требования предъявляются к состоянию поверхности полупроводников?

Глава 9 Электронные процессы в тонких пленках и тонкопленочных структурах

Тонкой пленкой называют слой вещества толщиной не более 1 мкм, нанесенный на подложку. Тонкие пленки бывают проводниковыми, диэлектрическими, полупроводниковыми, магнитными и т.д. Структура их может быть монокристаллической, поликристаллической или аморфной.

Наиболее распространенными методами получения тонких пленок и тонкопленочных структур являются вакуумное испарение, ионноплазменное распыление и эпитаксиальное наращивание. Роль тонких пленок для традиционной микроэлектроники трудно переоценить.

В полупроводниковых ИС используют тонкопленочные проводящие дорожки и контактные площадки, изолирующие и защитные диэлектрические пленки.

Гибридные ИС содержат, кроме того, тонкопленочные резисторы и конденсаторные структуры.

Пленочные ИС содержат пленочные структуры – активные элементы: транзисторы, диоды и т.д.

Функциональная микроэлектроника использует структуры металл-диэлектрик – металл, полупроводник-металл – полупроводник и др. В таких структурах некоторые или все компоненты являются тонкопленочными. Акустоэлектроника использует пьезоэлектрические, криоэлектроника – сверхпроводниковые, магнитоэлектроника – ферромагнитные тонкие пленки. В этой главе мы рассмотрим некоторые свойства тонких пленок, а также работу отдельных пленочных структур. Подробнее о способах получения и свойствах тонких пленок можно узнать в [19, 20].