«Ивановский государственный химико-технологический университет» Факультет неорганической химии и технологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный химико-технологический университет»
Факультет неорганической химии и технологии
Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники
Утверждаю: проректор по УР
_______________ В.В. Рыбкин
«
»
Рабочая учебная программа дисциплины
Технология материалов электронной техники
Направление подготовки 240100 Химическая технология
Профиль подготовки
Химическая технология материалов и изделий
электроники и наноэлектроники
Квалификация (степень) Бакалавр
Форма обучения
очная
Иваново, 2010
200 г.
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины являются изучение физико-химических процессов
производства основных полупроводниковых, композиционных и диэлектрических
материалов электронной техники, технологических основ подготовки сырья и обработки
(механической, термической, технохимической) готовых материалов; способов
управления свойствами материалов и методов получения материалов с заданными
характеристиками. Знания, полученные в ходе изучения этой дисциплины, будут
востребованы при освоении всех последующих технологических курсов.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина относится к вариативной части цикла профессиональных дисциплин
профиля, базируется на результатах изучения дисциплин естественно-научного цикла, в
том числе общей и неорганической, физической, коллоидной, аналитической химии и
ФХМА, физики, а так же дисциплин профиля: «Физическая химия твердого тела»,
«Материаловедение», «Физическая электроника и электронные приборы». Для успешного
усвоения дисциплины студент должен
знать:
основы теории химической связи в соединениях разных типов, строение вещества в
конденсированном состоянии, основные закономерности протекания химических
процессов и характеристики равновесного состояния, методы описания химических
равновесий в растворах электролитов, химические свойства элементов различных групп
Периодической системы и их важнейших соединений, строение и свойства
координационных соединений;
основные этапы качественного и количественного химического анализа;
теоретические основы и принципы химических и физико-химических методов анализа электрохимических, спектральных, хроматографических; методы разделения и
концентрирования веществ; методы метрологической обработки результатов анализа;
принципы физического моделирования химико-технологических процессов;
основные уравнения движения жидкостей; основы теории теплопередачи; основы теории
массопередачи в системах со свободной и неподвижной границей раздела фаз; типовые
процессы химической технологии, соответствующие аппараты и методы их расчета;
основные принципы организации химического производства, его иерархической
структуры, методы оценки эффективности производства; общие закономерности
химических процессов; основные химические производства; - основы теории процесса в
химическом реакторе, методологию исследования взаимодействия процессов химических
превращений и явлений переноса на всех масштабных уровнях, методику выбора реактора
и расчета процесса в нем; основные реакционные процессы и реакторы химической
технологии;
уметь:
использовать физические законы при анализе и решении проблем
профессиональной деятельности;
использовать основные химические законы, термодинамические справочные
данные и количественные соотношения неорганической химии для решения
профессиональных задач;
- выбрать метод анализа для заданной аналитической задачи и провести статистическую
обработку результатов аналитических определений;
- прогнозировать влияние различных факторов на равновесие в химических реакциях;
определять направленность процесса в заданных начальных условиях;
устанавливать границы областей устойчивости фаз в однокомпонентных и бинарных
системах,
определять составы сосуществующих фаз в бинарных гетерогенных системах;
составлять кинетические уравнения в дифференциальной и интегральной формах для
кинетически простых реакций и прогнозировать влияние температуры на скорость
процесса.
рассчитывать основные характеристики химического процесса, выбирать
рациональную схему производства заданного продукта, оценивать технологическую
эффективность производства;
владеть:
теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе
электронного строения их атомов и положения в Периодической системе химических
элементов, экспериментальными методами определения физико-химических свойств
неорганических соединений;
- методами проведения химического анализа и метрологической оценки его результатов;
- навыками определения давления насыщенного пара над индивидуальным веществом,
состава сосуществующих фаз в двухкомпонентных системах; методами определения
констант скорости реакций различных порядков по результатам кинетического
эксперимента;
методами измерения поверхностного натяжения, краевого угла;
методами математической статистики для обработки результатов активных и
пассивных экспериментов, пакетами прикладных программ для моделирования химикотехнологических процессов;
методами управления химико-технологическими системами и методами
регулирования химико-технологических процессов.
Освоение данной дисциплины как предшествующей необходимо при изучении
следующих дисциплин:
- Вакуумно-плазменные процессы и технологии;
- Процессы микро и нанотехнологий;
- Технология и оборудование производства изделий электронной техники;
- Корпускулярно-фотонные процессы и технологии.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- способен использовать знания о строении вещества, природе химической связи в
различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и
механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире (ПК-3 );
- способностью и готовностью осуществлять технологический процесс в соответствии с
регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров
технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-7);
- способен использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов
на их основе для решения задач профессиональной деятельности (ПК-23);
- готовностью к применению современных технологических процессов и
технологического оборудования на этапах разработки и производства материалов и
изделий электронной техники (ПК-32).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать: физико-химические процессы и технологические основы подготовки сырья,
производства и обработки (механической, термической, технохимической) основных
полупроводниковых, композиционных и диэлектрических материалов электронной
техники; способы управления свойствами материалов и методы получения материалов с
заданными характеристиками.
•Уметь: применять знания о способах управления фазовыми и химическими
превращениями веществ в технологических процессах, дефектообразованием и
электрофизическими
свойствами
для
получения
материалов
с
заданными
характеристиками; выбирать из основных групп материалов наиболее оптимальные для
решения конкретной профессиональной задачи.
•Владеть: экспериментальными методами исследования свойств материалов;
информацией о перспективных направлениях развития основных групп материалов для
электронной техники и их использования в конкретных устройствах и приборах.
4. Структура дисциплины «Технология материалов электронной техники»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часа.
Вид учебной работы
Всего
Семестры
часов
7
119
119
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Оформление отчетов по лабораторным работам
Подготовка к текущим занятиям, коллоквиумам
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
-
252
51
68
133
20
44
44
25
з, э
252
7
7
51
68
133
20
44
44
25
-
-
-
-
-
-
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
МОДУЛЬ 1. Технология получения и обработки монокристаллических
полупроводниковых и диэлектрических материалов.
Технология получения монокристаллов из твердой, жидкой и газовой фаз, основы
управления технологическим процессом выращивания монокристаллов.
Аппаратурное оформление процессов выращивания; физико-химические основы
легирования кристаллов; расчет распределения примесей при консервативных и
неконсервативных процессах кристаллизации;
Особенности технологии важнейших монокристаллических материалов (кремния,
арсенида галлия). Легирование монокристаллов в твердой фазе. Легирование кристаллов в
процессе выращивания из жидкой и газовой фаз. Выращивание монокристаллов для
активных элементов твердотельных лазеров. Электрооптические и акустооптические
кристаллы.
Физико-химические основы механической и технохимической обработки
монокристаллических материалов. Механическая обработка полупроводниковых
материалов, методы ориентации кристаллов, резка кристаллов на пластины, шлифовка,
полировка пластин, контроль геометрических параметров пластин, скрайбирование.
МОДУЛЬ 2. Технология некристаллических материалов.
Особенности стеклообразного состояния и строение стекла. Физико-химические
основы стекловарения. Основы технологии стеклоизделий. Технология важнейших
некристаллических материалов (лазерные и оптические стекла, светочувствительные
стекла, стеклянные волоконные и пленочные оптические элементы, халькогенидные
полупроводниковые стекла).
МОДУЛЬ 3. Технология керамических материалов и ситаллов.
Физико-химические основы технологии керамических материалов. Подготовка
исходных материалов, приготовление и гранулирование шихты. Формование заготовок.
Холодное прессование. Термическая обработка заготовок. Спекание. Горячее
прессование. Технология важнейших керамических материалов.
Основы технологии ситаллов.
МОДУЛЬ 4. Технология люминесцирующих материалов и материалов эмиссионной
электроники.
Определение люминесценции, её виды, использование люминофоров в изделиях
электронной техники. Важнейшие классы люминофоров и технология их изготовления.
Классификация и характеристика эмиссионных материалов, требования к ним.
Термокатоды. Фотокатоды. Катоды вторичной электронной эмиссии.
МОДУЛЬ 5. Методы формирования свойств монолитных металлических
материалов.
Общая характеристика и классификация металлов, применяемых в электронной
промышленности. Специфика свойств металлов электронной техники.
Технохимическая обработка металлов и деталей из них. Физико-химические
основы обезжиривания, травления, очистки. Отжиг металлов и деталей. Физикохимические основы вакуумного и водородного отжига.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ Наименование обеспечиваемых (последующих) № № разделов данной дисциплины,
п/п дисциплин
необходимых для изучения
обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
1
2
3
4
5
1. Технология и оборудование производства
+
+
+
+
+
изделий электронной техники
2. Процессы микро- и нанотехнологий
+
+
3. Корпускулярно-фотонные процессы и
+
+
технологии
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины Лекц. Практ. Лаб.
п/п
зан.
зан.
1. Технология получения и обработки 19
20
монокристаллических
полупроводниковых
и
диэлектрических материалов
2. Технология некристаллических
10
14
материалов
3. Технология керамических материалов
8
7
и ситаллов
4. Технология люминесцирующих
8
20
материалов и материалов эмиссионной
электроники.
5. Методы формирования свойств
6
7
монолитных металлических
материалов
Семин
СРС
-
40
Всего
час.
79
-
30
54
-
15
30
-
33
61
-
15
28
6. Лабораторный практикум
№ № раздела дисциплины
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование лабораторных работ
Трудоемкость
(час.)
Технология получения и
1. Выращивание монокристалла из раствора.
20
обработки монокристаллических 2. Определение толщины нарушенного слоя
полупроводниковых и
монокристалла полупроводника.
диэлектрических материалов
3. Определение кристаллографической
ориентации и плотности микродефектов
структуры монокристалла полупроводника.
Технология некристаллических 1. Очистка поверхности материалов и
14
материалов
элементов электронных приборов.
2. Исследование свойств оптических стекол.
Технология керамических
1. Исследование диэлектрических свойств
7
материалов и ситаллов
материалов для подложек ИС.
Технология люминесцирующих 1.
Синтез
и
исследование
свойств
20
материалов и материалов
кристаллофосфоров
на
основе
эмиссионной электроники.
полупроводниковых соединений АIIВVI
2. Синтез карбонатов щелочноземельных
металлов.
3. Исследование эмиссионных характеристик
оксидного катода.
Методы формирования свойств 1. Получение пленок оксидов путем
7
монолитных металлических
термического окисления металлических
материалов
пленок
7. Практические занятия (семинары)
Практические занятия по данной дисциплине не планируются
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты или работы по данной дисциплине не планируются.
9. Образовательные технологии и методические рекомендации по организации
изучения дисциплины
Чтение лекций по дисциплине проводится в традиционной форме с
использованием мультимедийной презентации, которая содержит слайды с изображением
объектов, которые сложно воспроизвести на доске: схемы и внешний вид оборудования,
методы реализации отдельных технологических процессов, большие схемы и рисунки и
т.д. При рассмотрении вопросов, которые отчасти затрагивались в других курсах, лекцию
целесообразно вести в диалоговой форме, чтобы научить студентов использовать ранее
полученные знания при изучении новых дисциплин, показать преемственность разных
курсов и перевести работу студентов на лекции из пассивной в активную.
При проведении лабораторного практикума необходимо создать условия для
максимально самостоятельного выполнения лабораторных работ. Для этого каждому
студенту выдается индивидуальное задание и перед каждой лабораторной работой
студент проходит краткое собеседование, в результате которого преподаватель оценивает
степень готовности к выполнению лабораторной работы. Студент должен знать:
цель работы;
последовательность ее выполнения;
принцип работы оборудования;
методику обработки экспериментальных результатов.
В ходе подготовки к лабораторному занятию студент готовит лабораторный
журнал (отдельная тетрадь), в которую заносит:
- название работы;
- задание на выполнение работы;
- план работы;
- схему экспериментальной установки;
- заготовку таблицы для экспериментальных данных.
По окончании работы лабораторный журнал подписывается преподавателем.
По итогам каждой лабораторной работы оформляется отчет, который сдается
преподавателю на следующем после выполнения данной работы занятии.
Отчет должен включать:
- цель работы;
- краткое теоретическое введение;
- схему установки и ее краткое описание;
- экспериментальные результаты и их обсуждение,
в том числе анализ
погрешности эксперимента, примеры расчетов;
- выводы по работе.
При сдаче отчета преподаватель проводит собеседование по выполненной работе, в
результате которого оценивается знание теоретического материала по теме исследования
и умение оценивать и делать выводы на основе полученных экспериментальных
результатов. По итогам каждой лабораторной работы преподаватель выставляет оценку,
учитывающую предварительную подготовку, объем и качество экспериментальной части
работы, глубину обсуждения результатов и качество отчета и результаты собеседования..
При организации внеаудиторной самостоятельной работы по данной
дисциплине преподавателю рекомендуется использовать следующие ее формы:
- подготовка докладов в форме презентации на заданные темы;
- самостоятельная проработка материала, не включенного в лекционный курс или
еще не разобранного на лекциях, но необходимого для выполнения лабораторных работ
или индивидуального задания.
10.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Всего по текущей работе студент может набрать 50 баллов, в том числе:
- лабораторные работы - 25 баллов;
- тесты по каждому модулю – 20 баллов
- выступление с докдладом – 5 баллов.
Зачет проставляется автоматически, если студент набрал по текущей работе не менее 26
баллов. Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет
половину от максимального.
10.1. Примерные темы докладов:
1. Различные методы получения монокристаллов из расплавов.
1.1 Получение профилированных монокристаллов (метод Степанова);
1.2 Получение монокристаллов лейкосапфира (метод Багдасарова);
1.3 Метод Киропулоса.
План доклада:
1. Область применения метода;
2. Сущность метода;
3. Способ реализации, оборудование.
2. Получение монокристаллов отдельных полупроводниковых материалов.
2.1 Получение монокристаллов кремния;
2.2 Получение монокристаллов германия;
2.3 Получение монокристаллов полупроводников группы AIIIBV.
План доклада:
1. Методы получения;
2. Сырье для получения монокристаллов;
3. Особенности технологии выращивания, оборудование.
3. Методы получения пленок стекла.
4. Оптическая керамика для активных элементов твердотельных лазеров.
5. Сегнето-, пьезокерамика: свойства, материалы, области использования, методы
получения.
10.2. Комплект контрольно-измерительных материалов для текущего и
промежуточного контроля
1. Выберите параметр, изменение которого приведет к изменению скорости гетерогенного
процесса, протекающего в диффузионной области
температура
площадь контакта фаз
скорость потока газа или жидкости
давление
2. Какие из перечисленных способов очистки и разделения веществ основаны на сорбции?
химический транспорт
ионный обмен
зонная перекристаллизация
дистилляция
хроматография
сублимация
жидкостная экстракция
3. Какое вещество считается чистым?
вещество, не содержащее никаких примесей
вещество, не содержащее вредных примесей
вещество, содержание примесей в котором таково, что не мешает использовать его для
заданной цели
4. Выберите вещества, которые могут быть использованы в качестве сорбентов
графит
активированный уголь
сажа
силикагель
кварцевый песок
алюмоксидная керамика
высокодисперсные алюмосиликаты
5. Какой способ хроматографии позволяет разделить двухкомпонетную смесь на
отдельные компоненты
проявительный
вытеснительный
фронтальный
6. Что лежит в основе разделения и очистки веществ кристаллизационными методами?
разная температура плавления основного вещества и примеси
разная концентрация примеси в твердой и жидкой фазе
разные объемы твердой и жидкой фаз
разные скорости диффузии примеси в твердой и жидкой фазе
разное давление паров основного вещества и примеси
7. Как влияет на температуру плавления расплава введение примеси с К>1?
не изменяет
повышает
понижает
8. Преимущества метода вытягивания из расплава перед методом нормальной
направленной кристаллизации
возможность получать монокристаллы веществ с более высокой температурой плавления
возможность визуально контролировать процесс
возможность получать более структурно совершенные монокристаллы
9. Какое изменение параметров процесса приведет к увеличению диаметра растущего
кристалла?
уменьшение градиента температур в расплаве
увеличение градиента температур в расплаве
увеличение скорости вытягивания
уменьшение скорости вытягивания
увеличение скорости вращения кристалла
уменьшение скорости вращения кристалла
10. При каких условиях эффективный коэффициент распределения примеси будет
приближаться к равновесному?
увеличение скорости кристаллизациии
уменьшение скорости кристаллизации
перемешивание расплава
увеличение градиента температур в расплаве
11. Какая часть кристалла характеризуется равномерным распределением примеси при
получении монокристаллов методом Чохральского?
начальная (у затравки)
средняя
конечная
12. Какая часть кристалла характеризуется равномерным распределением примеси при
получении монокристаллов методом зонной плавки?
начальная (у затравки)
средняя
конечная
13. Для выращивания монокристаллов каких веществ целесообразно применять
бестигельные методы?
имеющих высокое давление собственных паров
имеющих высокую температуру плавления
разлагающихся при температурах ниже температуры плавления
14. Выберите методы выращивания монокристаллов, относящиеся к бестигельным
метод нормальной направленной кристаллизации
метод Чохральского
метод горизонтальной зонной плавки
метод вертикальной зонной плавки
метод Багдасарова
метод Степанова
метод Вернейля
метод выращивания с пьедестала
15. В чем состоит отличие строения стекла от строения кристалла?
отсутствие элементарной ячейки
хаотическое расположение элементарных ячеек в пространстве
различная сингония элементарных ячеек
16.
Из
предложенного
списка
выберите
вещества,
которые
являются
стеклообразователями
ZnO
Na2O
SiO2
B2O3
CaO
P2O5
HF
BeF2
S
Cu
In
As
17. "Длинное" стекло - это стекло, у которого
большой температурный интервал формования
высокая температура плавления
длительный цикл варки
18. Расположите стекла указанного состава в порядке возрастания вязкости.
Na2O·2SiO2
2Na2O·SiO2
SiO2
Na2O·SiO2
19. Расположите стекла указанного состава в порядке возрастания вязкости.
SiO2
K2O·SiO2
Na2O·SiO2
Li2O·SiO2
20. С какой целью при изготовлении стекла проводят брикетирование или гранулирование
шихты?
для удобства загрузки
для более точного дозирования
для более равномерного прогрева
21. Осветление стекломассы - это
образование расплава силикатов
обесцвечивание стекломассы
удаление газовых включений из стекломассы
10.3. Комплект контрольно-измерительных материалов для итогового контроля
Итоговый экзамен по дисциплине проводится в письменной форме по вопросам,
приведенным ниже. Большая часть вопросов предполагает короткий и четкий ответ,
другая часть предполагает развернутый ответ. В билете содержится 10 вопросов, которые
охватывают весь лекционный курс и материал, вынесенный на самостоятельное изучение.
Количество баллов, получаемых за ответ по каждому вопросу различно в зависимости от
сложности вопроса. Максимальное количество баллов для каждого билета 50.
Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине
«Технология материалов электронной техники»
1. Определение технологического процесса получения материалов ЭТ.
2. Основные стадии технологических процессов получения материалов ЭТ.
3. Определение технологического режима.
4. Классификация ТП по характеру протекания во времени.
5. Основные стадии химического процесса в технологии материалов ЭТ.
6. Дайте определение лимитирующей стадии процесса.
7. Как определить лимитирующую стадию гетерогенного процесса?
8. Как увеличить скорость процесса, протекающего в диффузионной области?
9. Как увеличить скорость процесса, протекающего в кинетической области?
10. Дайте определение нормального и активного состояния твердофазных реагентов.
11. Какими способами можно активировать твердофазные реагенты?
12. За счет каких факторов удается увеличить скорость процесса при измельчении
твердых тел?
13. Дробление, размол, степень измельчения?
14. Назовите способы измельчения твердых тел.
15. Какое оборудование применяется для грубого измельчения, какое – для мелкого?
16. С какой целью проводят грохочение? приведите различные схемы измельчения.
17. Поясните обозначения: Ti 007ВЭЧ5-6; Au ОСЧ11-5.
18. Приведите классификацию процессов разделения и очистки.
19. Дайте определение чистого вещества.
20. На чем основаны очистка и разделение веществ с помощью адсорбции?
21. Что является количественной характеристикой адсорбции?
22. Назовите вещества, используемые в качестве сорбентов.
23. Дайте определение ионного обмена. Чем ионный обмен отличается от адсорбции?
24. Приведите примеры реакций ионного обмена.
25. Изобразите схематическое изображение ионита. Механизм ионного обмена.
26. Изобразите изотерму ионного обмена для реакции Cтв+ +D+↔ Dтв+ +C+, если ионит
предпочтительнее поглощает ионы D+.
27. Что такое коэффициент разделения в ионном обмене? Какаие значения он может
принимать?
28. Какой раствор (рабочий или после промывки) является ценным при использовании
ионита для
- для выделения ценного элемента, сорбируемого ионитом, из большой массы слабого
раствора;
- очистки раствора от примесей;
- разделения двух элементов, один из которых сорбируется, а другой остается в растворе.
29. Что лежит в основе хроматографического способа разделения веществ?
30. Приведите и прокомментируйте схемы основных методов жидкостно – адсорбционной
хроматографии?
31. Для каких веществ можно использовать очистку сублимацией и дистилляцией? Дайте
определение этих процессов.
32.Изобразите зависимость давления насыщенного пара над раствором от его состава для
идеальных и неидеальных растворов. Приведите соответствующие аналитические
выражения.
33. Изобразите возможные зависимости температуры кипения раствора от его состава.
34. Покажите, каким образом можно разделить двухкомпонентный раствор на отдельные
компоненты.
35. Что такое коэффициент распределения и коэффициент разделения для процессов
дистилляции?
36. Какие факторы влияют на эффективность процесса очистки и разделения методом
дистилляции?
37. Каким образом остаточные газы влияют на процессы разделения и очистки при
дистилляции?
38. Чем ректификация отличается от дистилляции?
39. Дайте определение химических транспортных реакций (ХТР).
40. Для очистки каких веществ рекомендуется применять ХТР?
41. Приведите пример ХТР и поясните, как происходит очистка компонента.
42. Назовите основные типы ХТР и приведите реакции.
43. Изобразите и прокомментируйте основные схемы осуществления процессов очистки
веществ с помощью ХТР.
44. Перечислите основные недостатки метода очистки веществ с помощью ХТР.
45. Опишите гомогенный и гетерогенный механизмы образования центров
кристаллизации.
46. Назовите основные методы получения монокристаллов из твердой фазы. Достоинства
и недостатки метода.
47. Опишите получение монокристаллов методом нормальной направленной
кристаллизации.
48. Какие требования предъявляются к материалу тигля в методе нормальной
направленной кристаллизации. Какие материалы используются?
49. Каким образом можно организовать процесс выращивания монокристаллов методом
нормальной направленной кристаллизации?
50. Изобразите схему и перечислите основные этапы получения монокристаллов методом
вытягивания из расплава?
51. Влияние тепловых условий на различные факторы при выращивании монокристаллов
методом вытягивания из расплава.
52. Особенности выращивания монокристаллов разлагающихся полупроводниковых и
диэлектрических соединений методом вытягивания из расплава.
53.Преимущетсва методов вытягивания из расплава по сравнению с методом нормальной
направленной кристаллизации.
54. Изобразите схему и опишите получение монокристаллов методом зонной плавки.
55. Преимущества метода плавающей зоны. Способы удержания расплавленной зоны. Для
каких материалов рекомендуется использовать метод?
56. Опишите метод выращивания монокристаллов с пьедестала. Достоинства и недостатки
метода.
57. Метод Вернейля.
58. Преимущества метода выращивания кристаллов из раствора. Область применения
метода.
59. Требования к растворителю при выращивании монокристаллов из растворов.
60. Почему скорость выращивания кристаллов из растворов на 2-3 порядка меньше, чем
при выращивании из расплавов?
61. С какой целью в растворы при получении монокристаллов добавляют
минерализаторы?
62. Перечислите способы создания пересыщения при выращивании монокристаллов из
растворов.
63. Назовите основные группы методов получения монокристаллов из газовой фазы.
64. Изобразите и прокомментируйте основные схемы получения монокристаллов из
газовой фазы.
65. Изобразите схему и укажите основные узлы установки по выращиванию
монокристаллов методом Чохральского.
66. Перечислите параметры технологического процесса, влияющие на качество кристалла
при выращивании из расплава.
67. Перечислите параметры системы кристалл - расплав, влияющие на качество кристалла
при выращивании из расплава.
68. Назовите основные способы контроля параметров системы кристалл – расплав при
выращивании кристаллов из расплава.
69. Сформулируйте основные допущения при математическом описании распределения
примеси в полупроводнике.
70. Напишите выражение и изобразите графически распределение концентрации примеси
по длине кристалла при нормальной направленной кристаллизации.
71. Напишите выражение и изобразите графически распределение концентрации примеси
по длине кристалла при зонной плавке.
72. Назовите причины неоднородного распределения примеси в растущем кристалле.
73. Назовите сегрегационные методы выравнивания состава кристаллов.
74. Какая часть кристалла характеризуется равномерным распределением примеси при
выращивании методом нормальной направленной кристаллизации и методом зонной
плавки?
75. Механическая подпитка расплава твердой фазой.
76. Механическая подпитка расплава жидкой фазой.
77. Механическая подпитка расплава газовой фазой.
78. Перечислите важнейшие факторы, влияющие на локальную неоднородность состава
кристалла.
79. Каким образом гидродинамические потоки в расплаве влияют на толщину
диффузионного слоя и локальную неоднородность состава кристалла? Какие условия
обеспечат максимальную однородность кристалла?
80. Каким образом тепловые условия процесса влияют на толщину диффузионного слоя и
локальную неоднородность состава кристалла?
81. Приведите классификацию стекол и примеры представителей различных групп.
82. В чем состоит отличие стеклообразного состояния твердого тела от кристаллического?
83. Какое состояние энергетически более выгодно – стеклообразное или кристаллическое?
Почему при нормальных условиях не происходит переход из стеклообразного состояния в
кристаллическое?
84. В чем отличие строения стекла от строения кристалла?
85. Покажите, каким образом строение стекла влияет на его свойства.
86. Роль стеклообразователя и модификатора как компонентов стекла. Примеры этих
соединений.
87 Изобразите графическую зависимость вязкости стекла от температуры. Объясните
понятия «длинное» и «короткое» стекло.
88. Расположите стекла указанного состава в порядке возрастания вязкости. Объясните
полученный ряд.
Na2O·2SiO2, 2Na2O·SiO2, SiO2, Na2O·SiO2.
89. Расположите стекла указанного состава в порядке возрастания вязкости. Объясните
полученный ряд.
Na2O·2SiO2, 2K2O·SiO2 2Na2O·SiO2, SiO2, Li2O·SiO2.
90. Покажите как состав стекол и газовая среда в процессе варки влияют на поверхностное
натяжение стекла.
91. Какие компоненты входят в состав шихты для изготовления стекла? Приготовление
шихты.
92. Назовите основные этапы варки силикатных стекол. Кратко охарактеризуйте каждый
из них.
93. Получение профилированных монокристаллов (метод Степанова);
94. Получение монокристаллов лейкосапфира (метод Багдасарова);
95. Метод Киропулоса.
96. Получение монокристаллов кремния;
97. Получение монокристаллов германия;
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Раскин, А. А. Технология материалов микро-, опто- и наноэлектроники : учеб.
пособие для вузов. Ч.1 / А. А. Раскин, В. К. Прокофьева. - М. : БИНОМ. Лаборатор.
знаний, 2010. - 165 с.
2. Рощин, В. М. Технология материалов микро-, опто- и наноэлектроники : учеб.
пособие для вузов. Ч.2 / В. М. Рощин, М. В. Силибин. - М. : БИНОМ. Лаборатор. знаний,
2010. - 181 с.
3. Барыбин, А. А., Сидоров, В.Г. Физико-технологичес-кие основы электроники. СПб.:
Лань, 2001. 268 с.
4. Таиров, Ю.М. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. СПб.:
Лань, 2002. 423с
5. , Кротова,, Г. Д., Дубровин,, В. Ю., Титов,, В. А., Шикова,, Т. Г. Технология материалов
и изделий электронной техники .— Иваново, 2007 .— 155 с.
6. Герасименко, Пархоменко,, .Ю. Н. Кремний - материал наноэлектроники. М.:
Техносфера, 2007. 351 с.
б) дополнительная литература:
1. Козловский В. В. Модифицирование полупроводников пучками протонов / В. В.
Козловский ; Отв. ред. Р. Ш. Малкович. - СПб. : Наука, 2003. - 268 с.
2. Киреев В.Ю. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы /
Киреев, Валерий Юрьевич, А. А. Столяров. - М. : Техносфера, 2006. - 191 с
3. Пасынков В. В. Материалы электронной техники : учебник для вузов по спец.
"Полупроводники и диэл.", "Полупроводниковые и микроэл.приборы" / В. В. Пасынков,
В. С. Сорокин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1986. - 368 с.
в) программное обеспечение
- СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Windows XP, Microsoft Vista
- ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Office 2007 Pro, FireFox
- СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: СДО Moodle,
SunRAV BookOffice Pro, SunRAV TestOfficePro.
12.
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Лаборатория для выполнения лабораторного практикума по дисциплине оснащена
следующим оборудованием:
спектрофотометр СФ – 56 с персональным компьютером и принтером;
установка для исследования спектров люминесценции с монохроматором МУМ – 2;
оптические микроскопы;
микроинтерферометр МИИ – 4 М;
установки для получения тонких пленок методами термического испарения и
магнетронного распыления;
вакуумная установка для исследования свойств оксидного катода;
установка для измерения краевых углов смачивания методом диаграммы отраженного
света с источником излучения гелий-неоновым лазером ЛГН – 109;
сушильный шкаф KBC G – 100/250;
печь резистивного нагрева;
водоструйный насос
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций
и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки
.
Автор (ы)
_____________ (Шикова Т.Г.)
Заведующий кафедрой ТП и МЭТ _____________ (Светцов В.И.)
Рецензент (ы)______________(подпись, ФИО)
Программа одобрена на заседании научно-методического совета факультета
неорганической химии и технологии ИГХТУ от «_____» ________ 201__ года, протокол
№
____.
Председатель НМС
_______________ (ФИО)