2. Дисциплина днв «Процессы микро- и нанотехнологии»

Вопросы:

1. Требования к чистоте материалов и процессов. Классификация чистоты помещений, источники загрязнений, способы обеспечения и поддержания чистоты. Базовые операции очистки.

2. Оборудование и методы нанесения вещества в вакууме из молекулярных пучков: вакуум-термическое и электронно-лучевое испарение, молекулярно-лучевая эпитаксия.

3. Оборудование и методы ионно-плазменного осаждения: катодное, магнетронное, реактивное распыления; ионно- и плазмохимическое осаждение.

4. Оборудование и методы осаждения из газовой фазы: получение поликристаллического и аморфного гидрогенизированного кремния, оксида и нитрида кремния; газофазная эпитаксия кремния, бинарных и многокомпонентных соединений; газофазные методы молекулярной химической сборки.

5. Оборудование и методы осаждения из жидкой фазы: жидкофазная эпитаксия, электрохимическое осаждение слоев, нанесение моно- и мультислоев органических веществ методом Ленмюра-Блоджетт. Золь-гель технология.

6. Процессы химического травления: механизмы травления; оборудование, методы и среды для жидкостного и газового травления; локальное и анизотропное ориентационно-чувствительное травление; маскирующие, «жертвенные» и «стоп»-слои.

7. Ионно-плазменное травление: оборудование, методы и механизмы травления; ионно-лучевое, плазмохимическое, реактивное ионно-плазменное, ионно-химическое травление.

8. Оборудование и методы окисления в газовой и жидких средах: высокотемпературное термическое сухое и влажное окисление, электрохимическое окисление.

9. Диффузия примесей: распределение примесей при диффузии, стадии загонки и разгонки примесей, оборудование и методы диффузии из газообразных, жидких и твердых источников.

10. Ионная имплантация: законы распределение примесей, оборудование и методы ионной имплантации.

11. Литографические процессы. Методы литографии: фото- , рентгено-, электроно- и ионолитография. Основные этапы процесса фотолитографии. Резисты и способы их нанесения, позитивные, негативные. Фотошаблоны. Аппаратура и способы совмещения и экспонирования

Литература

1. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / под ред.В.В.Лучинина, Ю.М.Таирова. – М.: Физматлит.2006г.

2. Жабрев В.А, Мошников В.А., Таиров Ю.М., Федотов А.А., Шилова О.А. Золь-гель технология. Уч. пособ. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005.

3. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники. СПб.: Лань, 2001, 272 с.

4. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. – Учебник для вузов - М.:Высшая школа, 1986.

Mоро У. Микролитография: принципы, методы, материалы. В 2-ух ч., Перевод с англ. - М.: Мир, 1990, 632 с.

Специальные дисциплины

1. Дисциплина сд «Физика наносистем»

Вопросы

1. Основы квантовой теории. Векторы и операторы в гильбертовом пространстве. Эрмитовы и унитарные операторы. Собственные векторы и собственные числа эрмитовых операторов. Операторы координаты и импульса. Многочастичные состояния.

2. Уравнения Шредингера. Стационарные состояния. Стационарное уравнение Шредингера в базисе. Волновая функция и ее физический смысл. Уравнение Шредингера в координатном и импульсном представлениях.

3. Определение группы. Изоморфизм. Прямое произведение групп. Классы сопряженных элементов. Примеры: группы C_3V и T_d.

4. Преобразования в гильбертовом пространстве, индуцируемые преобразованиями симметрии. Закон преобразования векторов и операторов. Операторное и матричное представления групп. Базис представления. Эквивалентные представления. Характер представления. Инвариантность характера.

5. Приводимые и неприводимые представления групп. Их характеры. Базис неприводимого представления и закон его преобразования. Инвариантные подпространства. Размерности неприводимых представлений. Примеры: группы C_3V и T_d. Базисные функции.

6. Связь неприводимых представлений с квантовой механикой. Теорема Вигнера. Пример: зонная структура GaAs.

7. Ортогональность неприводимых представлений. Разложение приводимых представлений на неприводимые. Расщепление вырожденных уровней при понижении симметрии. Пример: T_{d ­} –> C_3V.

8. Прямое произведение представлений и его характер. Пример: экситонная зонная структура GaAs.

9. Правила отбора для матричных элементов. Примеры: оптические переходы из валентной зоны в зону проводимости в недеформированном GaAs и при наличии внешнего давления P || [111].

10. Группа вращений O⁺(3). Классификация электронных состояний в атоме водорода. Спин электрона. Свойства спиноров.

11. Двойные кристаллографические группы. Векторные и спинорные представления двойных групп. Зонная структура GaAs с учетом спина электрона. Инвариантность относительно инверсии времени.

12. Коэффициенты Клебша-Гордана и их свойства. Теорема Вигнера-Эккарта. Приведенный матричный элемент. Учет инвариантности относительно инверсии времени.

13. Эффективный гамильтониан. Построение эффективных гамильтонианов методом инвариантов. Пример: расщепление валентной зоны GaAs во внешнем электрическом поле.

14. Kp-теория возмещений. Эффективный kp-гамильтониан. Построение эффективных kp-гамильтонианов методов инвариантов. Примеры: Зоны Г₁, Г₆, Г₁₅ и Г₈.

15. Уравнение Шредингера в приближении эффективной массы. Огибающая волновая функция в k- и a-представлениях. Предельный переход к x-представлению.

16. Гетероструктуры 1-го и 2-го типа. Эффективный гамильтониан гетероструктуры. Построение эффективных гамильтонианов методом инвариантов. Примеры: электроны в зоне Г₁ и Г₆, дырки в зоне Г₁₅ и Г₈.

Литература

Г.Ф.Глинский. Полупроводники и полупроводниковые наноструктуры: симметрия и электронные состояния // СПб, изд-во «Балтияр», 2008г.