Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Урок'
Образовательные – сформулировать определение электрической цепи, раскрыть её назначение, познакомить учащихся с обозначением элементов электрической ц...полностью>>
'Конкурс'
1.1. Областной конкурс инновационных образовательных программ профильного обучения с основами экономического образования, ученического предприниматель...полностью>>
'Документ'
В первый погожий сентябрьский денёк Робко входил я под светлые своды. Первый учитель и первый урок - Так начинаются школьные годы. Школьные годы чудес...полностью>>
'Документ'
ХАБАРОВСКИЙ ОТДЕЛ НАДЗОРА ЗА РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ УЧЕТОМ И КОНТРОЛЕМ ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ И ИХ ФИЗИЧ...полностью>>

Главная > Программа дисциплины

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский университет

«Высшая школа экономики»

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета «Высшая школа экономики»

Факультет Электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ»

для направления 210100.62 «Электроника и наноэлектроника»

подготовки бакалавра

Автор программы: Ф.И.Григорьев, проф. каф.ЭиН, fgrigoryev@hse.ru

Одобрена на заседании кафедры

«Электроника и наноэлектроника» «___»__________20 г.

Зав. кафедрой К.О.Петросянц_________________

Рекомендована профессиональной

коллегией УМС по электронике «___»___________20 г.

Председатель С.У.Увайсов____________________

Утверждена Учёным советом МИЭМ «___»___________20 г.

Учёный секретарь В.П.Симонов________________

Москва, 2014

  1. Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины «Физические основы ионно-плазменной технологии» является приобретение студентами знаний о физических принципах ионно-лучевых , ионно-плазменных, плазмохимических и ионно-химических процессов, которые используются в производстве полупроводниковых приборов и ИС.

Задачи дисциплины состоят в:

• изучении процессов взаимодействия ионных пучков и низкотемпературной плазмы с твердыми телами;

• изучении свойств материалов модифицированных воздействием ионных пучков и низкотемпературной плазмы;

• ознакомлении с современным научно-техническим уровнем ионно-плазменной технологии.

  1. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Физические основы ионно-плазменной технологии» требует наличия у студента знаний, умений и навыков, полученных в ходе изучения дисциплин «Физика конденсированного состояния», «Физика полупроводников», «Вакуумная и плазменная электроника».Для изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями:

• ОК-10 – Способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

• ПК-1 – Способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики.

• ПК-2 – Способностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат.

• ПК-5 – Способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных.

  1. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

• ПК-6 – Способность собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии.

• ПК-19 – Способность строить простейшие физические и математические модели

ионно-плазменных технологических процессов, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования.

• ПК-20 – Способность аргументировано выбирать эффективную методику экспериментального исследования ионно-плазменных технологических процессов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: физическую сущность явлений, лежащих в основе различных процессов ионно- плазменной технологии, преимущества таких процессов по сравнению с другими технологическими процессами микро- и наноэлектроники.

Уметь: выбирать режимы основных процессов ионно-плазменной технологии, обеспечивающих требуемые изменения свойств полупроводниковых материалов и возможность создания различных приборных структур.

Владеть: методами расчета, в т.ч. с использованием программных средств, режимов ионно-плазменных технологических процессов

  1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Количество

часов

Общая трудоемкость дисциплины

216

Аудиторные занятия

126

Лекции

54

Самостоятельная работа

54

Вид итогового контроля::

зачет

экзамен

5. Содержание разделов дисциплины

п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение

Предмет дисциплины и ее задачи. Особенности использования ионных пучков и низкотемпературной плазмы для обработки материалов.

2.

Виды взаимодействий ускоренных ионов и низкотемпературной

плазмы с твердым телом

Общая характеристика процессов, протекающих

при облучении твердых тел ускоренными ионами

и взаимодействии плазмы с поверхностью.

Значимость данных процессов применительно

к технологическим проблемам.

3.

Торможение и рассеяние ускоренных

ионов в твердых телах

Ядерное и электронное торможение. Пробеги

ионов. Профили распределения ионов по глубине мишени. Пробеги ионов в многокомпонентных и многослойных мишенях. Пробеги ионов в монокристаллах. Эффект каналирования.

4.

Структурные превращения в твердых телах под действием ионной бомбардировки

Генерация дефектов и их пространственное

распределение. Типы ионно-радиационных

дефектов. Образование каскада смещенных

атомов. Разупорядоченные области.Аморфизация.

5.

Ионное распыление твердых тел

Механизм ионного распыления. Коэффициент и

скорость распыления. Зависимость коэффициента

распыления от характеристик бомбардирующих

ионов. Характеристика распыленных частиц.

Ионное распыление многокомпонентных материалов. Особенности распыления монокристаллов.

6.

Ионно-плазменная и

ионно-лучевая обработка материалов

Систематизация процессов ионно-плазменной

обработки. Основные параметры плазмы. Очистка поверхности материалов. Полирование и

создание шероховатости поверхности. Ионное

травление структур.

7.

Плазмохимическая и

ионно-химическая обработка материалов

Формирование химически активной плазмы.

Механизм взаимодействия химически активных

частиц плазмы с материалами. Селективность

процессов ПХТ и ИХТ. Анизотропность

процессов ПХТ и ИХТ.

8.

Методы контроля процессов

ионно-плазменной и плазмохимической

обработки материалов

Масс-спектрометрия. Оптические методы.

Электрофизические методы.

9.

Изменение состава и свойств

полупроводников и полимеров при имплантации ионов

Изменение химических свойств. Ионный синтез.

Ионно-стимулированные процессы.

Изменение оптических свойств. Изменение электрофизических свойств .Ионное легирование.

Имплантация ионов в полимеры.

Ионная литография.

10.

Отжиг ионно- имплантированных

слоев полупроводников

Равновесный отжиг. Кинетика отжига дефектов.

Электрическая активация имплантированной

примеси. Твердофазная кристаллизация

аморфизированных слоев. Формирование

дислокационной структуры при равновесном

отжиге. Диффузия имплантированной примеси.

Импульсный отжиг. Механизм импульсного

отжига. Поведение имплантированной примеси

при импульсном отжиге. Быстрый термический

отжиг.

11.

Высокодозная ионная имплантация

Эффекты в полупроводниках при внедрении

больших доз ионов. Самоотжиговые режимы

имплантации.

12.

Установки для ионной имплантации

Блок-схемы установок. Ионные источники.

Системы формирования ионного пучка.

Сепараторы ионов по массам. Системы

сканирования. Приемные камеры.

13.

Высокоэнергетическая ионная

имплантация

Критерий ВЭИИ. Особенности полупроводниковых структур,

образованных ВЭИИ. Трековые мембраны.

14.

Методы исследования

ионно-имплантированных

слоев полупроводников

Спектроскопия резерфордовского рассеяния.

Метод ядерных реакций. Масс-спектрометрия

вторичных ионов. Оптическая спектроскопия.

15.

Заключение

Перспективы и основные направления развития

ионно-плазменной технологии в микро- и

наноэлектронике.

  1. Лабораторный практикум :

Конструирование заданных профилей распределения примеси в полупроводниках методом ионной имплантации.

  1. Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

1. Назовите основные положения теории торможения ионов Линдхарда-Шарффа-Шиотта.

2. Что представляет собой статистическая модель атома Томаса-Ферми, каковы ее недостатки?

3. При каких условиях справедливо описание упругого торможения иона с помощью представления о последовательных бинарных столкновениях иона с отдельными атомами?

4. Каков механизм неупругого торможения иона по теории Фирсова?

5. Чем объясняются Z1 - и Z2 - осцилляции неупругих потерь энергии ионов?

6. Чем определяется возможность образования каскада смещенных атомов?

7. Какой каскад смещенных атомов называется линейным?

8. На основании каких предположений Кинчин и Пиз рассчитали каскадную функцию?

9. В каких случаях наблюдается асимметрия профиля распределения внедренной примеси?

10. Что такое эффект каналирования?

11. Как рассчитать критический угол каналирования ?

12. Назовите основные факторы, влияющие на распределение пробегов каналированных ионов.

13. Назовите критерии, которые определяют распыление твердых тел и устанавливают его отличия от других процессов.

14. Назовите типы процессов распыления.

15. Что такое самораспыление?

16. Каковы особенности распыления монокристаллов?

17. Опишите механизм распыления многокомпонентных мишеней.

18. Назовите основные преимущества ионного легирования полупроводников.

19.Каков механизм образования первичных радиационных дефектов в полупроводниках ?

20. Почему среднее значение глубины залегания дефектов расположено ближе к поверхности, чем Rp имплантированных ионов ?

21. Как образуются вторичные дефекты ?

22. Опишите радиационное дефектообразование в полупроводниковых соединениях.

23. Что такое разупорядоченная область ?

24. Что такое энергетический критерий аморфизации ?

25. Как изменяются электрические свойства полупроводников при ионной имплантации ?

26. Как влияет протонное облучение на электрические свойства полупроводников ?

27. Как изменяются оптические свойства полупроводников при ионной имплантации ?

28.. Какой отжиг называется равновесным ?

29. Что такое отрицательный отжиг ?

30. Что называется электрической активацией имплантированной примеси ?

31. Опишите общую схему развития дислокационной структуры при отжиге.

32. Каковы основные закономерности ТФЭ-роста ?

33. Каковы механизмы импульсного отжига ?

34. Опишите поведение имплантированной примеси при импульсном отжиге.

35. Что такое быстрый термический отжиг ?

36. Опишите основные стадии изменения структуры мишени при самоотжиговом режиме имплантации.

37. Назовите основные особенности высокоэнергетической ионной имплантации.

38. Что такое высокодозная ионная имплантация, ее характерные особенности ?

39. Какие процессы приводят к образованию реактивных частиц в газоразрядной плазме?

40. Почему энергия электронов в плазме зависит от отношения Е/р?

41. Из каких стадий состоят процессы ПХТ?

42. В чем различие физической и химической адсорбции? Что такое теплота адсорбции?

43. От каких факторов зависит скорость адсорбции? Почему десорбция всегда активирована?

44. В чем различие процессов химического взаимодействия при ПХТ и ИХТ?

45. Объясните влияние рабочего давления на механизм травления в плазме.

46. Какие параметры процесса и почему влияют на скорость травления в плазме?

47. Что такое селективность процессов ПХТ?

48. Что лежит в основе способов управления селективностью процессов ПХТ?

49. Что такое анизотропность травления?

50. Объясните различие между плазменным и реактивно-ионным травлением.

51. Какие источники горячих нейтралов существуют в плазме?

52. Объясните механизм ионно-стимулированного травления с участием

ингибитора.

53. Опишите основные механизмы, ограничивающие глубину ПХТ.

54. Что такое апертурный эффект?

55. Опишите основные методы анализа состава плазмы.

56. Как осуществляется контроль ПХТ с помощью лазерной интерферометрии?

  1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

а) основная литература:

1. Грибков В.А., Григорьев Ф.И., Калин Б.А., Якушин В.Л. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов. – М.: Изд. дом «Круглый год», 2001. – 528 с.

2. Григорьев Ф.И. Плазмохимическое и ионно-химическое травление в технологии микроэлектроники. – М.: МИЭМ, 2003. – 48 с.

3. Григорьев Ф.И. Ионно-плазменная обработка полимерных материалов в технологии микроэлектроники. – М.: МИЭМ, 2008. – 35 с.

4. Григорьев Ф.И., Строганкова Н.И. Методы исследования ионно-имплантированных слоев в полупроводниках. – М.: МИЭМ. 1996. – 68 с.

б) дополнительная литература:

1. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. – М.: «Радио и связь», 1986. – 232 с.

2. Плазменная технология в производстве СБИС / Под ред. Н.Айнспрука,

Д.Брауна. – М.: Мир,1987. – 470 с.

в) учебно-методические материалы:

1. Ионная имплантация в полупроводники и структуры диэлектрик-

полупроводник: Методические указания к курсовой работе по курсу ФОИПТ.

Сост. Григорьев Ф.И. – М.: МИЭМ, 2006. – 16 с.

2. Конструирование заданных профилей распределения примеси в полупроводниках методом ионной имплантации: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине ФОИПТ. Сост. Григорьев Ф.И., Чернов А.А. –М.: МИЭМ, 2009. – 24 с.

8.Материально-техническое обеспечение дисциплины

Компьютерный класс кафедры «Электроника и наноэлектроника».

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 210100.62 «Электроника и наноэлектроника».



Похожие документы:

  1. Программа дисциплины «физические основы ионно-плазменной технологии» для направления 210100. 62 «Электроника и наноэлектроника» подготовки бакалавра Автор программы: Ф. И. Григорьев, проф каф. ЭиН (1)

    Программа дисциплины
    ... » Факультет Электроники и телекоммуникаций Программа дисциплины «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ» для направления 210100.62 «Электроника и наноэлектроника» подготовки бакалавра Автор программы: Ф.И.Григорьев, проф. каф.ЭиН, fgrigoryev ...

Другие похожие документы..