Предисловие

Игумнов, В. Н.

И 28 Физические основы микроэлектроники: учебное пособие - изд. 2-е, исправленное / В. Н. Игумнов. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2010. – 272 с.

 

Представлены базовые понятия квантовой механики, статической физики, физики полупроводников и полупроводниковых приборов, контактные и поверхностные явления и другие фундаментальные положения, необходимые при изучении курса «Физические основы микроэлектроники» и близких ему курсов. Показаны перспективы развития новых направлений микроэлектроники.

Для студентов специальностей 210201.65, 210202.65 и направления 551100, а также студентов родственных специальностей.

 

УДК 621.382:539.2

ББК 32.852

 

© Марийский государственный

технический университет, 2010

Предисловие

 

Настоящее учебное пособие предназначено для изучения теоретической части курса «Физические основы микроэлектроники» и соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта специальностей 210201.65, 210202.65 направления 551100.

Данный курс является синтезом сведений из различных, иногда, казалось бы, далеких друг от друга наук, что предполагает необходимость большого количества внутренних ссылок на предыдущий или последующий материал. Эта особенность курса объясняет и наличие в пособии довольно большого числа терминов, которые автор постарался расшифровать и систематизировал в алфавитно-предметном указателе. В работе над книгой также поможет достаточно подробный перечень условных обозначений и сокращений.

Предлагаемое издание включает себя основы квантовой механики и статистической физики, дает представления о структуре твердого тела и процессах в электрических контактах твердых тел, процессах на поверхности полупроводников. Здесь рассмотрены основы физики проводимости тонких пленок и фотопроводимости, физики сверхпроводимости и элементы наноэлектроники. Теоретические вопросы проиллюстрированы примерами из современной микроэлектроники, криоэлектроники, оптоэлектроники и т.д.

Учебное пособие состоит из введения, десяти глав и заключения. Первая глава посвящена структуре различных твердых тел и их свойствам. Вторая и третья главы носят обслуживающий характер и позволяют лучше понять основной материал, квантовые и статистические особенности микромира. В четвертой и пятой главах изучаются электрические свойства твердых тел, в основном полупроводников. В шестой главе описываются поведение равновесных и неравновесных носителей заряда, влияние электрического и магнитного полей, излучения на свойства полупроводников. Седьмая глава посвящена контактным явлениям и имеет большое значение для понимания работы ИС, содержащих контакты металл-полупроводник и p-n – переходы. В восьмой главе описаны поверхностные явления в полупроводниках. Девятая глава посвящена описанию электрических свойств тонких пленок и тонкопленочных структур, которые имеют специфические характеристики. Последняя, десятая глава содержит описание основных, наиболее перспективных направлений функциональной электроники и наноэлектроники.

В приложениях приведены сведения о свойствах полупроводников, физические константы. В конце каждой главы предложены вопросы и задания, которые позволят закрепить материал и проконтролировать степень его усвоения.

В процессе изучения курса «Физические основы микроэлектроники» студенты должны:

– изучить физические эффекты и явления в области физики твердого тела, физики контактов, физики тонких пленок и др., позволяющие осуществить задание функции микроэлектронных устройств;

– научиться выбирать оптимальные решения в каждом конкретном случае;

– научиться рассчитывать основные параметры элементов ИС.

Не претендуя на полное изложение материала по обозначенным проблемам, автор советует для более детального изучения отдельных вопросов воспользоваться литературой, обширный список которой приведен в конце пособия.

Автор надеется, что приобрести и закрепить практические навыки обработки результатов измерений, исследования основных параметров полупроводников, контактов, МДП-структур и решения задач по различным разделам дисциплины, студентам поможет подготовленный им и изданный в РИЦ МарГТУ одноименный практикум «Физические основы микроэлектроники» (Йошкар-Ола, 2008).

В заключение автор выражает глубокую признательность рецензентам – профессорам О. Ш. Даутову и А. А. Косову за ценные советы и рекомендации, а также тем, кто помогал ему в работе над рукописью, и прежде всего сотрудникам кафедры КиПР и радиотехнического факультета МарГТУ. Особая благодарность А. П. Большакову за труд по техническому оформлению рукописи.

Автор будет признателен всем, кто пожелает высказать свои критические замечания и пожелания по улучшению содержания и оформления книги, которые можно направить по адресу: 424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина 3, Марийский государственный технический университет, кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры.