Комлев Андрей Евгеньевич
Кандидат технических наук, доцент кафедры кафедры Электронных приборов и устройств СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники
kafedra-elektronnyh-priborov-i-ustroystv
О курсе
Курс «Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники» направлен на изучение:
- теоретических основ физики плазмы, включающих в себя основные понятия об элементарных процессах, протекающих в низкотемпературной плазме, ее особенностях и свойствах;
- явления пробоя в газах;
- основных типов газового разряда (тлеющий, дуговой, коронный, искровой), их особенностей и возможности применения технике и технологии;
- методов диагностики плазмы (зондовые, СВЧ, лазерные, оптические и спектральные методы);
- современных и перспективных вакуумно-плазменных технологий, и устройств.
Актуальность курса
Актуальность курса обусловлена тем, что значительное расширение областей применения приборов плазменной электроники и вакуумно-плазменных технологий в научных исследованиях, промышленности, электронике, медицине и экологии ставит перед высшими учебными заведениями сложную задачу по подготовке высококвалифицированных специалистов, обладающих обширными теоретическими знаниями и хорошей практической подготовкой.
Структура курса
- Модуль 1. Введение
- Энтропия и её свойства
- Закон сохранения энергии в открытых системах
- Типы термодинамических процессов. Тепловой эффект изохорных и изобарных процессов.
- Тепловой эффект и энтропия необратимых процессов
- Условия самопроизвольности изотермических процессов в открытых системах
- Основные термодинамические функции и соотношения между ними
- Химический потенциал и его свойства
- Термодинамические функции идеального газа. Энтропия смещения.
- Стандартное состояние веществ и таблицы стандартных термодинамических величин.
- Условия фазового и химического равновесия. Правило фаз Гиббса.
- Модуль 2. Управление фазовыми превращениями веществ
- Фазовые превращения в однокомпонентных системах
- Давление насыщенного пара чистого вещества
- Модели и термодинамические свойства растворов
- Давление насыщенных паров над растворами и смесями веществ в конденсированном состоянии
- Молекулярная и атомарная растворимость газов в конденсированных средах
- Равновесие жидкой и твердой фаз в однокомпонентных и бинарных системах
- Диаграмма плавкости бинарных систем без твердых растворов
- Диаграммы плавкости бинарных систем с неограниченным твердым раствором
- Диаграммы плавкости бинарных систем с ограниченными твердыми растворами
- Диаграммы плавкости бинарных систем с химическими соединениями в твердой фазе (GaAs)
- Модуль 3. Управление химическими превращениями веществ
- Закон действия масс и константы химического равновесия
- Направление протекания химической реакции. Уравнение изотермы Вант-Гоффа.
- Уравнения изобары и изохоры Вант-Гоффа
- Управление химическими реакциями. Принцип Ле Шателье.
- Газотранспортные химические реакции
- Модуль 4. Управление точечными дефектами в кристаллах
- Точечные дефекты и физические свойства кристаллов
- Квазихимический метод описания дефектов
- Электронно-дырочное равновесие в полупроводниках
- Растворимость примесей в полупроводниках с учетом ионизации примесных атомов
- Внутреннее равновесие собственных и примесных дефектов
- Управление собственными дефектами путем отжига кристаллов в парогазовой среде
- Распределение амфотерной примеси в кристаллической решетке полупроводника
- Модуль 5. Управление диффузионными и кинетическими процессами
- Термоактивационные процессы. Закон Аррениуса.
- Механизм кинетики химических реакций. Уравнение Аррениуса.
- Механизмы диффузии атомов в твердом теле
- Законы Фика. Начальные и граничные условия в задачах диффузии
- Диффузионные задачи на удаление вещества из твердого тела
- Принципы вакуумного обезгаживания материалов. Роль диффузии в газопроницаемости вакуумных оболочек.
- Диффузионные задачи на введение вещества в твердое тело
- Принципы диффузионного легирования полупроводников
- Маскирующие свойства слоев двуокиси кремния
- Кинетика термического окисления кремния
- Кинетика химического травления полупроводников
- Принципы выращивания монокристаллических слоев эпитаксиальным методом
- Модуль 6. Поверхностные и межфазные процессы в технологии
- Термодинамика поверхностных явлений
- Поверхностное давление. Формулы Гиббса-Томсона.
- Физическая и химическая адсорбция на поверхности твердых тел
- Кинетика процесса физической адсорбции. Уравнение изотермы Ленгмюра.
- Роль адсорбции, растворения и диффузии в газопоглощении материалов
- Движущая сила процесса кристаллизации
- Термодинамические условия гетерогенного зародышеобразования
- Механизмы роста пленок на реальных подложках
- ПЖК-механизм конденсации. Рост нановискеров.
- Механизмы формирования вакуумно-плотных соединений материалов
Направления подготовки
Информация об аттестации
В рамках аттестации по курсу слушатель должен:
- просмотреть лекции и дополнительные материалы, включая конспекты лекций;
- пройти контрольные тестирования по модулям курса;
- пройти экзаменационное тестирование.
Рейтинговая система
Результаты тестирований и выполненных заданий оцениваются по рейтинговой системе, совокупное количество набранных процентов по всем видам мероприятий переводится в оценку по четырехбалльной шкале:
- «отлично» – не менее 90% успешно выполненных;
- «хорошо» – не менее 70%, менее 90%;
- «удовлетворительно» – не менее 60%, менее 70%;
- «неудовлетворительно» – менее 60%.
Входные требования и целевая аудитория
Курс предназначен для подготовки бакалавров по направлению «Электроника и наноэлектроника».
Технические требования
Ознакомьтесь с техническими требованиями для доступа к курсу и его успешного прохождения.
Авторы курса