МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ

И АВТОМАТИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ

РАБОТ № 1-4

по курсу

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

Для студентов специальности 200800

”Конструирование и производство радиоэлектронных средств”

Москва 2003

-3-

Введение

Выполнение лабораторных работ по курсу “Физические основы ос­новы микроэлектроники”, ставит своей целью закрепление теоретических знаний, полученных сту­дентами в лекционном курсе, а также приобретение навыков само­стоятельных научных исследований при обучении по специально­сти 200800 “Конструирование и технология радиоэлектронных средств”.

Целью лабораторных работ является изучение физических явлений в полупроводниковых структурах, являющихся элементами и ком­понентами конструкций радиоэлектронных устройств, овладение математическим аппаратом, описывающим эти явления, и развитие способностей нахождения взаимосвязей между физическими явле­ниями и конструкциями устройств. Кроме того, полученные сведе­ния позволяют определить нежелательные эффекты в структурах, ко­торые необходимо учитывать при разработке устройств, особенно микроэлектронных, что приобретает существенное значение в под­готовке конструктора-технолога радиоэлектронных средств.

При подготовке к лабораторным работам студентам необходимо, прежде всего, самостоятельно проработать теоретический материал, продумать порядок выполнения работы, ответить на вопросы, пред­лагаемые в описании к работе. В лаборатории студенты выполняют экспериментальную часть работы и представляют преподавателю протокол один на бригаду. Работа считается выполненной после подписания протокола преподавателем. Обработка результатов может производится в процессе выполнения домашнего задания. В содержание отчета необходимо включить обработку и статистический анализ полученных экспе­риментальных результатов. Отчеты представляются индивидуально каждым студентом.

Для защиты лабораторной работы необходимо представить преподавателю отчет и ответить на предлагаемые вопросы.

- 4 -

Лабораторная работа № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРЕМНИЕВЫХ И ГЕРМАНИЕ­ВЫХ Р-П ПЕРЕХОДОВ И ИХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМО­СТЕЙ

1. Цель работы:

Исследование реальной вольт-амперной характеристики, определе­ние температурных зависимостей параметров кремниевых и герма­ниевых диодов .

2. Вопросы для подготовки:

2. 1. Объясните физические принципы выпрямления тока на р-п пе­реходе, используя зонные диаграммы р-п перехода:

а) в равновесном состоянии;

б) при подаче прямого внешнего смещения;

в) при подаче внешнего обратного смещения;

2 .2. Изобразите распределение концентраций свободных носителей в р-п переходе при подаче прямого и обратного смещений. Какая область по определению принимается за базу, какая за эмиттер?

2 .3. Напишите основное уравнение диода и ВАХ диода .

2. 4. Каким образом, по-вашему, будет меняться ВАХ при повышении температуры? Изобразите несколько ВАХ при различных темпера­турах на одном графике.

2.5 Какова физическая природа обратного тока I_s р-п перехода?