Skip to main content

Физико-химические основы технологии изделий электроники и наноэлектроники


kafedra-elektronnyh-priborov-i-ustroystv
Enrollment in this course is by invitation only

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 в 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

  • Введение
    • Введение
    • Технология макроэлектроники
    • Наноматериалы и нанотехнологии
  • Модуль 1. Термодинамические основы технологических процессов
    • Энтропия и ее 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 смешения
    • Стандартное состояние веществ и таблицы стандартных термодинамических величин
    • Условия фазового и химического равновесия
    • Условия фазового и химического равновесия в системах с заряженными частицами
  • Модуль 2. Управление фазовыми превращениями веществ
    • Фазовые превращения в однокомпонентных системах
    • Давление насыщенного пара чистого вещества
    • Модели и термодинамические свойства растворов
    • Теория регулярных 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
  • Модуль 3. Управление химическими превращениями веществ
    • Типы химических реакций
    • Закон действия масс и константы химического равновесия
    • Направление протекания химической реакции. Уравнения изотермы, изобары и изохоры Вант-Гоффа
    • Управление химическими реакциями. Принцип Ле Шателье
    • Газотранспортные химические реакции
    • Практическое применение газотранспортных химических реакций
  • Модуль 4. Управление точечными дефектами в кристаллах
    • Химические связи в твердых телах
    • Классификация пространственных решеток кристаллов
    • Классификация и свойства атомных дефектов кристаллической структуры
    • 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
    • Начальные и конечные этапы процесса обезгаживания
    • Принципы вакуумного обезгаживания материалов
    • Роль диффузии в газопроницаемости вакуумных оболочек
    • Диффузионные задачи на введение вещества в твердое тело
    • Принципы диффузионного легирования полупроводников
    • Модели создания p-n-переходов
    • 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
    • Поверхностно-активные вещества
    • Поверхностное давление. Формулы Гиббса-Томсона
    • Влияние размера частиц на температуру плавления
    • 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
    • Движущая сила процесса кристаллизации. Критический зародыш
    • Термодинамические условия гетерогенного зародышеобразования
    • Механизмы роста пленок на реальных подложках
    • ПЖК-механизм конденсации. Рост нановискеров
    • Особенности роста наноструктур на фасетированных поверхностях
    • Механизмы формирования вакуумно-плотных соединений материалов

Направления подготовки

  • 11.03.04 - Электроника и наноэлектроника
  • 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 оцениваемых мероприятий;
    • «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

    Комлев Андрей Евгеньевич

    Комлев Андрей Евгеньевич

    Кандидат технических наук, доцент кафедры электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

    1. Course Number

      PhysChemBasicTech
    2. Classes Start

    3. Classes End

    4. Estimated Effort

      8 часов
    5. Zachetnyye yedinitsy

      4
    6. Number of Weeks

      16