WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Методи дослідження та технологія створення омічних контактів - Курсова робота

Методи дослідження та технологія створення омічних контактів - Курсова робота


Курсова робота
Методи дослідження та технологія створення омічних контактів
АНОТАЦІЯ
При здійсненні технології виготовлення сучасних інтегральних мікросхем головну увагу перш за все слід приділяти аналізу основних, найістотніших класів технологічних процесів. До таких процесів відносяться механічна, механічно-хімічна, фізична, хімічна, електрохімічна і фотохімічна обробка поверхні напівпровідників, формування електронно-діркових структур (епітаксія, дифузія, іонна імплантація), методи створення омічних контактів до приладів, захист поверхні напівпровідникових приладів і стабілізація її властивостей.
План
Вступ 4
1. Контактні явища в напівпровідниках 5
1.1 Робота виходу 5
1.2 Контакт метал-напівпровідник 6
2. Методи дослідження параметрів поверхні напівпровідника 14
2.1. Визначення питомого опору зразка за його повним опором 14
2.2. Методи вимірювання роботи виходу 20
2.3. Фотоелектронні методи 23
2.4. Вібраційний метод 24
2.5. Методи визначення поверхневої електропровідності 25
3. Омічні контакти та контактні системи 31
3.1. Контактні матеріали і види контактних систем 32
3.2. Методи формування омічних контактів і контактних систем 37
3.3. Створення омічних контактних систем на основі алюмінію 40
3.4. Створення контактних систем на основі інших матеріалів 41
Висновки 43
Література 44
Вступ
Основні властивості напівпровідникових матеріалів обумовлюють широке технічне застосування для виготовлення найрізноманітніших пристроїв ? напівпровідникових діодів, транзисторів, тиристорів, фотодіодів, фототранзисторів, світлодіодів, напівпровідникових лазерів, а також датчиків тиску, магнітних полів, температур, випромінювань та ін. Використання напівпровідників викликало корінні зміни в кібернетиці, автоматиці, телемеханіці. Напівпровідникова електроніка відкрила нові шляхи мікромініатюризації електронного обладнання.
Швидкий розвиток мікроелектроніки приводить до необхідності розробки нових і вдосконалення існуючих технологічних процесів виробництва дискретних напівпровідникових приладів і інтегральних мікросхем. При підготовці фахівців в області напівпровідникової технології головну увагу перш за все слід приділяти аналізу основних, найістотніших класів технологічних процесів, які є спільними у виробництві різних типів напівпровідникових приладів і мікросхем. До таких процесів відносяться механічна, механічно-хімічна, фізична, хімічна, електрохімічна і фотохімічна обробка поверхні напівпровідників, формування електронно-діркових структур (епітаксія, дифузія, іонна імплантація), методи створення омічних контактів до приладів, захист поверхні напівпровідникових приладів і стабілізація її властивостей. Саме такий принцип і встановлений в основу даної роботи.
1. Контактні явища в напівпровідниках
1.1. Робота виходу
Електрон утримується в твердому тілі за рахунок електростатичних сил. Для подолання цих сил і виходу за межі твердого тіла електрону необхідно виконати деяку роботу.
Нехай Wа є мінімальна енергія, володіючи якою електрон може покинути тверде тіло. При цьому швидкість його зовні твердого тіла дорівнює нулю.
Роботою виходу називають роботу, яка необхідна для переходу електрона з рівня Фермі на рівень Wа (рис. 1.1). Рівень Фермі в якості початкового вибраний не випадково. Якщо, наприклад, з металу видалити електрони з енергіями, що лежать нижче рівня Фермі, то електрони, що володіють більшою енергією, переходитимуть на нижчі рівні що звільнилися, і метал нагріватиметься за рахунок енергії що вивільнилась, тобто частина роботи піде на нагрівання металу. Якщо видалити електрони з енергіями, що лежать вище рівня Фермі, то при цьому рівновага електронів також буде порушена і частину рівнів, що звільнилися, займуть електрони, що володіють меншою енергією. В процесі цього метал охолодиться і частина роботи по видаленню електрона з металу буде виконана за рахунок його внутрішньої енергії.
Рис. 1.1. Енергетична діаграма роботи виходу з напівпровідника: а ? власного; б ? електронного; в ? діркового
Те ж саме відбувається в напівпровідниках. Проте картина тут ускладнюється ще і тим, що енергія, необхідна для видалення з напівпровідника електрона зони провідності істотно відрізняється від енергії, необхідної для видалення електрона валентної зони або домішкового рівня. Тому в напівпровідниках, так само як і в металах, розглядають ізотермічну роботу виходу, яку відраховують від рівня Фермі, хоча в невироджених напівпровідниках на цьому рівні немає жодного електрона.
На рис. 1.1 показана робота виходу з власного, електронного і діркового напівпровідників. З рисунка видно, що робота виходу з напівпровідника, легованого акцепторною домішкою, більша ніж легованого донорною домішкою.
1.2. Контакт метал-напівпровідник
При контакті металу з напівпровідником так само, як при контакті двох металів, виникає контактна різниця потенціалів, яка визначається різницею робіт виходу електронів.
Нехай робота виходу з металу буде більшою, ніж з напівпровідника з електронною електропровідністю. Якщо привести в ідеальний контакт метал з напівпровідником, то в початковий момент внаслідок різниці робіт виходу електронів з металу і напівпровідника електрони спрямуються в метал. В результаті цього на поверхні металу утворюється негативний заряд, який перешкоджатиме подальшому переходу електронів в метал з прилеглого шару напівпровідника. В рівноважному стані між металом і напівпровідником встановлюється деяка різниця потенціалів, яка врівноважує дифузійний потік електронів з напівпровідника в метал, що утворився за рахунок різниці робіт виходу, і дрейфовий потік електронів з металу в напівпровідник, що виник за рахунок електричного поля різниці потенціалів на контакті.
На контакті напівпровідника з металом створюється стан, відмінний від стану на контакті двох металів. Концентрація вільних електронів в металі 1028 м-3 відповідає числу вільних електронів в моноатомному поверхневому шарі металу приблизно 1028 м-3 ·3 ·10-10 м = 1018 м2. Забезпечення контактної різниці потенціалів, наприклад, 1 В потребує лише частину вільних електронів, що знаходяться в приповерхневому шарі металу, оскільки для цього необхідна поверхнева густина електронів приблизно 1016 м-2.
Концентрація вільних електронів в напівпровіднику n-типу, як правило, складає 1020?1024 м-3, що відповідає числу вільних електронів в моноатомному шарі ? 1010?1014 м-2. Таким чином навіть всіх електронів в приповерхневому шарі напівпровідника недостатньо для забезпечення необхідної густини поверхневого заряду. Внаслідок цього електрони підтягуватимуться з приконтактного шару напівпровідника, залишаючи некомпенсовані позитивні іони донорної домішки. Приконтактний шар, збіднений основними носіями заряду, володіє підвищеним опором. Його називають запираючим. Електричне поле, що виникає в результаті наявності об'ємного заряду, викривляєенергетичні зони приконтактного шару
Loading...

 
 

Цікаве