Рекомендуемая учебно-методическая литература

Основная:

Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника. —// М., Питер, 2003, стр. 80-89,111-126

Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Учебное пособие для вузов. Под ред. Н.Д. Федорова, —// М., Радио и связь 1998, стр. 24-25,118

Электронные приборы. Учебник для вузов. Под ред. Г.Г. Шишкина, — //М., Энергоатомиздат, 1989,стр. 24-34

Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. — //М., Энергоатомиздат, 1983, 2-е изд. стр.91-116

Батушев В.А. Электронные приборы,—// М., Высшая школа, 1980, стр. 38-41

Калинин С.В. МУ по курсу «Физические основы электроники» — // Новосибирск, СибГУТИ, 2004;

Конспект лекций

Дополнительная литература

Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника—// М., Высшая школа 1991, стр. 51-66,87-92

Морозова И.Г. Физика электронных приборов, —// М., Атомиздат 1980 стр. 27-35

Степаненко И.П. Основы микроэлектроники —// 2 издание, М., Лаборатория Базовых Знаний, 2000 стр.42-45

Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов Е.С. Электронные приборы — //М., Лайт ЛТД, 2000, стр. 14-18

Селиванов Л.В. Свойства собственных и примесных полупроводников. — СибГУТИ, 1997, стр.21-48

Маллер Р., Кейминс Т. Элементы интегральных схем.—// М., Мир, 1989, стр.16-80;

Сайт ФТИ им А.Ф.Иоффе РАН (www.ioffe.rssi.ru) "Electronic archive. New Semiconductor Materials. Characteristics and Properties”- г. С.-Петербург. 2002

Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. Материалы электронной техники. Задачи и вопросы.—// М., Высшая школа, 1990, стр. 53—65

Das M.B. Boothroyd A.R. Determination of physical parameters of diffusion and drift transistors.—// IEEE Tr. Vol=ED-8, №1, Jan., pp-15-30, 1961

Hall P.M. Resistance calculation for thin film patterns.—// Thin Solid Films, vol=1, (1967/68), №4, pp 255-276

Вахрин Г.Л. Пленочные корректируемые резисторы. — Обзоры по электронной технике. Серия5. Радиодетали и радиокомпоненты., вып. 6 (849), 1981

2.4. Задание к выполняемой работе

2.4.1 Выбор варианта

В соответствии с таблицами 2.1 и 2.2 и указаниями преподавателя выбрать вариант исходных данных для работы.

Таблица 2.1 варианты исходных данных

№ варианта	Полупроводник	Тип легирующей примеси	Концентрация легирующей примеси (N) (см-3)	Геометрические размеры резистора ( мкм)	Тип профиля распределения легирующей примеси
1	Германий	Доноры	210+15	L=10 W=5 H=2	линейный, мах справа
2	Германий	Акцепторы	810+15	L=20 W=3 H=3	экспоненциальный, мах справа
3	Германий	Доноры	210+16	L=30 W=4 H=2	линейный, мах слева
4	Германий	Акцепторы	810+16	L=50 W=10 H=5	экспоненциальный, мах слева
5	Кремний	Доноры	210+15	L=10 W=5 H=2	линейный, мах слева
6	Кремний	Акцепторы	810+15	L=30 W=4 H=2	экспоненциальный, мах слева
7	Кремний	Доноры	210+16	L=50 W=10 H=5	линейный, мах справа
8	Кремний	Акцепторы	810+16	L=20 W=10 H=5	экспоненциальный, мах справа
9	Арсенид галлия	Доноры	210+15	L=10 W=5 H=2	экспоненциальный, мах слева
10	Арсенид галлия	Акцепторы	810+15	L=30 W=4 H=2	линейный, мах слева
11	Арсенид галлия	Доноры	210+16	L=50 W=10 H=5	экспоненциальный, мах справа
12	Арсенид галлия	Акцепторы	810+16	L=20 W=10 H=5	линейный, мах справа

Таблица 2.2 Формы профилей легирования

Тип профиля	График	Формула
линейный, мах справа		Nmax=N, Nmin=ni
экспоненциальный, мах справа		x0=0,5 мкм
линейный, мах слева		Nmax=N, Nmin=ni
экспоненциальный, мах слева		x0=0,5 мкм

2.4.2 На PC (персональном компьютере) изучить правила работы с электронной таблицей Excel «Поля, токи, резисторы

Вся необходимая для данной лабораторной работы информация содержится в листах «Подвижности» и «Сопротивления». Все поля таблицы, которые содержат исходные данные имеют зеленый цвет. Поле иного цвета – вычисляемые на основе макросов, написанных на языке “Visual Basic”. Поэтому при перезагрузке таблицы (например, в случае сбоя) макросы не нужно отключать

Для того, чтобы занести в таблицу данные, соответствующие вашему варианту необходимо в нужном поле (выбранном вами по смыслу) набрать соответствующее число и обязательно нажать кнопку “Enter”.

При работе с графиками, в случае их какой-либо модификации, широко использовать правую кнопку мыши. С помощью левой кнопки мыши можно поменять название графиков и др. незначительные их изменения.

В общем случае принципы работы с графиками совпадают с технологией работы с диаграммами в оболочке Excel.

Печать графиков на лазерном принтере производится только с разрешения преподавателя.

2.4.3 Подготовить исходные данные для выполнения работы

Для этого необходимо в соответствии с информацией, содержащейся в пункте 3 и исходными данными варианта задания в листе «Сопротивления»:

1. выбрать нужный тип полупроводника и легирующей примеси;

2. в концентрационной таблице установить три значения: N/2, N, 2N ;

3. задать типы основных и неосновных носителей;

4. по графикам концентрационной зависимости подвижностей от концентрации при 300 К задать подвижности основных и неосновных носителей;

5. задать геометрические размеры пленочного транзистора.

2.4.4 Исследовать свойства подвижностей основных и неосновных носителей тока.

1. перейти в лист «Подвижности»

2. исправить (если это необходимо) подписи под названиями графиков подвижности;

3. зарисовать( или распечатать) температурные графики семейств подвижности (для основных и неосновных носителей) с величиной легирования в качестве параметра N/2, N, 2N ;

4. для каких носителей (основных или неосновных) температурная чувствительность подвижности выше?

5. найти значения подвижностей основных и неосновных носителей при нуле градусов Цельсия, заполнить таблицу:

	N/2	N	2N
(основных)
(неосновных)

6. Во сколько раз для вашего варианта подвижность электронов выше подвижности дырок?

7. Сделать выводы

2.4.5 Исследовать температурные свойства удельных проводимостей и сопротивлений

1. Вернуться в лист «Сопротивления»;

2. Распечатать (или зарисовать) графики температурной зависимости удельных проводимостейи сопротивлений;

3. Сравнить при температуре 300 К расчетные данные удельных сопротивлений с данными графиков Ирвина. Для чего заполнить таблицу:

		N/2	N	2N
Расчет	(основных)
Графики Ирвина	(основных)

4. Сделать выводы

2.4.6 Исследовать модель сопротивления пленочного резистора

1. Определить коэффициент формы пленочного резистора;

2. Для Т=300К заполнить таблицу величины поверхностного сопротивления:

T=300K	N/2	N	2N
Rs

3. Распечатать (или зарисовать) графики семейства зависимости сопротивления R от температуры и величины легирования в качестве параметра;

4. Объяснить характер получающейся зависимости

5. Для нуля градуса Цельсия вычислить температурный коэффициент сопротивления (ТКС) и заполнить таблицу

T=0 С	N/2	N	2N
ТСК=

6. Ответить на ключевой вопрос: «Можно ли использовать полупроводник с высоким  (например, собственный) для изготовления высокоомных резисторов»?

7. Сделать выводы

2.4.7 Исследовать встроенные поля, диффузионную и дрейфовую компоненту токов в образце неоднородно легированного полупроводника, находящегося в состоянии равновесия

1. для заданного варианта задания определить численные параметры концентрационного профиля полупроводника и аналитически найти его производную по переменной х;

2. перейти в лист «Лист для расчета»;

3. в Excel рассчитать численные значения для профиля легирования (в диапазоне по х от о до L мкм) и построить график концентрационного профиля легирования, затем распечатать его (или срисовать);

4. в Excel рассчитать численные значения для профиля распечатать (или зарисовать) величину напряженности встроенного поля Е(х);

5. вычислить коэффициенты диффузии на левом и правом концах образца (точки x₁ и x₃), а так же в его середине (точка x₂);

6. вычислить в точках x₁, x₂, x₃ градиенты концентраций основных носителей, величину плотности диффузионного тока, а так же величину встроенного поля E_i ;

T=300K	X1	X2	X3
Е(х)

7. определить направление дрейфового тока и направление движения основных и неосновных носителей для дрейфовой компоненты;

8. найти дрейфовый ток в точках х₁,х₂,х₃;

9. определить направление диффузионного тока и направления движения основных и неосновных носителей для диффузионной компоненты;

10. найти диффузионный ток в точках х₁,х₂,х₃;

11. определить направление полного тока и направления движения основных и неосновных носителей для полного тока;

12. найти величину полного тока;

13. Сделать выводы