Заключение

Микроэлектронику называют катализатором прогресса. К этому можно добавить, что микроэлектроника еще и индикатор прогресса: ее состояние показывает уровень наиболее продвинутых отраслей науки и техники. Поэтому и базовый предмет «Физические основы микроэлектроники» находится в постоянном развитии. И помимо традиционных фундаментальных разделов: квантовой механики, статической физики, известных явлений в полупроводниках, полупроводниковых структурах в тонких пленках – в данном учебном пособии рассматриваются перспективные новые направления микроэлектроники.

Известно, что в последнее время прогресс в микроэлектронике достигается большими усилиями, чем прежде. Перед разработчиками и производителями встают теоретические и технологические проблемы, которые заставляют искать альтернативные решения. Одним из таких направлений является функциональная микроэлектроника, где появляется возможность обойти указанные ограничения микроэлектроники.

Особо следует отметить горизонты, которые открывает квантовая наноэлектроника. Хотя ее практические достижения пока скромны, невооруженным глазом видны возможные результаты. Развитие наноэлектроники и ее практической базы – нанотехнологии – вот тот путь, где нас ждут радужные перспективы.

Для достижения этих результатов необходимы эффективные, результативные работы в области теоретической и практической наноэлектроники. Кроме того, следует помнить, что массовое производство микроэлектронных устройств сегодня базируется на физике и технологии полупроводников, полупроводниковых и иных структур.

Успех в развитии микроэлектроники зависит в первую очередь от глубины и правильности понимания физических принципов, составляющих основу микроэлектроники. Таким образом, предмет «Физические основы микроэлектроники» занимает ведущее место в этой отрасли науки и техники.

Автор надеется, что знания, полученные при знакомстве с данным учебным пособием, расширят профессиональный кругозор будущих специалистов и окажутся полезными в дальнейшей практической деятельности.

Приложения п.1. Фундаментальные физические постоянные

Числовые значения констант даны с таким числом знаков, чтобы при возможном их уточнении изменение произошло не более чем на единицу в предпоследней значащей цифре.

• Скорость света в вакууме

с= 2,9979∙10⁸ м/с.

• Постоянная Планка

h= 6,62∙10^-34Дж.c,

ћ=h/2π= 1,05∙10^-34Дж·c.

• Заряд электрона

е= 1,60∙10^-19Кл,

• Масса покоя электрона

m_e= 9,108∙10^-31кг.

• Число Фарадея

F=eN_a= 9,6485∙10⁴Кл/моль,

где N_a– число Авогадро;

N_a= 6,022∙10²³моль^-1.

• Постоянная Больцмана

_1,3807∙10^-23 _{Дж/ К,}

где R– универсальная газовая постоянная;

R= 8,314 Дж/(моль К).

• Магнитная постоянная

μ₀=12,56·10^-7Гн/м

• Электрическая постоянная

ε₀=8,85·10^-12Ф/м.

• Абсолютный нуль температуры

0К = -273,15ºС.

П.2. Свойства полупроводников

Наименование параметра	Ge	Si	GaAs
Атомный номер	32	14
Атомная масса	72,59	28,08	72,32
Кристаллическая структура	решетка типа алмаза	решетка типа алмаза	решетка типа цинк. обманки
Постоянная решетки, нм	0,566	0,543	0,563
Концентрация атомов, 1028 м-3	4,42	4,99	1,3
Плотность (при 25°С), 103 кг м-3	5,32	2,33	5,3
Твердость по шкале Мооса	6,25	7	-
Относительная диэлектрическая проницаемость	16	12	11,1
Показатель преломления	4,1	3,42	3,4
Работа выхода, эВ	4,78	4,8	-
Термическая ширина запрещенной зоны, эВ экстраполированная к 0К при 300К	0,74 0,67	1,21 1,12	1,52 1,43
Температура плавления, ºС	937	1420	-
Температура кипения, ºС	2700	2600	-
Теплоемкость (при 300К) Дж/(моль К)	22,919	19,483	-
Линейный коэффициент теплового расширения, 10-6 К-1	6,1	4,2	5
Теплопроводность, Вт/м (25ºС)	58,6	83,7	-
Подвижность (при 300 К) дырок, см2/(Вс) электронов, см2/(Вс)	1820 3800	470 1300	435 11000
Коэффициент диффузии (300 К) электронов, см2/с дырок, см2/с	98 47	34 12	220 11
Критическая напряженность поля для электронов, В/см для дырок, В/см	900 1400	2500 7500	- -
Критическая скорость электронов, 104 м/с дырок, 104 м/с	3,2 2,4	3,3 2,8	- -
Удельное сопротивление собственного полупроводника (300 K), Ом∙см	47	2,3·105	-
Относительная эффективная масса электронов дырок	0,12 0,28	0,26 0,49	0,043 0,68
Концентрация собственных носителей заряда каждого знака (300 К)	2,5·1013	1,5·1010	-