Курс "Технология полупроводниковых наноструктур"
Преподаватели: профессор, д. ф.-м. н. Сергей Викторович Иванов и
доцент, к. ф.-м. н.
Краткая информация о курсе (Иванова)
Дисциплина "Технология полупроводниковых наноструктур" направлена на подготовку магистров в области исследования и разработки технологических процессов получения полупроводниковых приборов оптоэлектроники нового поколения на основе наногетероструктур соединений А3В5 и А2В6 с использованием современных эпитаксиальных технологий. Она базируется на естественно-научных дисциплинах: "Высшая математика", "Физика", "Химия", "Физика твердого тела", "Квантовая механика" и "Статистическая физика", и общепрофессиональных: "Полупроводниковые гетероструктуры", "Теоретические основы эпитаксии наноструктур", "Современные методы диагностики полупроводниковых гетероструктур" и является общепрофессиональной дисциплиной, овладев которой студенты получат знания, необходимые для успешной профессиональной деятельности.
Основными целями являются:
1. Овладение физическими закономерностями, определяющими свойства и поведение полупроводниковых соединений, применяемых в приборах и устройствах оптоэлектроники, во взаимосвязи с технологическими методами и условиями их получения.
2. Формирование навыков проектирования технологического процесса получения гетероструктур с заданными свойствами, используя весь спектр известных в настоящее время полупроводниковых соединений А3В5 и А2В6.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать термодинамику, кинетику и аппаратурное оформление процессов гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов, а также закономерности изменения их свойств в зависимости от состава;
уметь использовать математические модели для оптимизации параметров и условий получения гетероструктур заданного назначения;
иметь представление о физике явлений в полупроводниковых гетероструктурах и метрологическом обеспечении технологических процессов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
Введение. Предмет и содержание дисциплины.
Раздел I. Сравнительная характеристика и свойства современных полупроводниковых материалов
Тема 1. Полупроводниковые соединения в микро - и оптоэлектронике
Тема 2. Многокомпонентные твердые растворы
Тема 3. Гетерогенные равновесия в технологии гетероструктур
Тема 4. Критические явления и термодинамическая неустойчивость в твердых растворах
Раздел II. Особенности технологии полупроводниковых гетероструктур
Тема 5. Полупроводниковые гетеропереходы
Тема 6. Многослойные гетероструктуры
Тема 7. Упругие напряжения и псевдоморфизм в эпитаксиальных гетероструктурах
Тема 8. Пластическая релаксация и критические параметры гетероструктур
Раздел III. Характеристика современных эпитаксиальных технологий полупроводниковых гетероструктур
Тема 9. Получение гетероструктур методом жидкофазной эпитаксии
Тема 10. Формирование гетероструктур методом газофазной эпитаксии
Тема 11. Получение гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии
Раздел IV. Основные принципы разработки технологии оптоэлектронных приборов (на примере гетероструктур полупроводниковых лазеров)
Тема 12. Особенности технологии полупроводниковых гетеролазеров для различных спектральных диапазонов
Тема 13. Наноструктуры с квантовыми проволоками и точками
Тема 14. Заключение. Роль эпитаксиальных технологий в решении проблем полупроводникового материаловедения.
ЛИТЕРАТУРА
Основная литература:
. История и будущее п. п. гетероструктур - ФТП, 32, 3(1998).
Х. Кейси, М. Паниш. Лазеры на гетероструктурах - М., Мир, 19тома).
, , . Жидкостная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов. Под ред . М., "Сов. радио", 1975.
Л. Ченг, К. Плуг. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры.- Пер. с англ., под ред. , - М.: Мир, 1989.
М. Херман. Полупроводниковые сверхрешетки. - М.: Мир 1989.
И. Броудай, Дж. Мерей. Физические основы микротехнологии. М.: "Мир", 1985.
, , . Неравновесные явления при жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов - М.: Металлургия, 1991.
. Физическое материаловедение. СПб, "Наука", 2000.
, . Физико-химические основы технологии микроэлектроники. М., "Металлургия", 1979.
, . Физико-технологические основы электроники. – СПб.: «Лань». 20с.
Технология тонких пленок (справочник), под ред. Л. Майссела и Р. Глэнга, Москва, Советское радио, 1977.
Дополнительная
M. A. Herman, H. Sitter. Molecular beam epitaxy. Springer, Berlin, 1989.
С. G. Van de Walle, Band lineups and deformation potentials in the model-solid theory, Physical Review B, 1871-1II)
I. Vurgaftman, J. R. Meyer, L. R. Ram-Mohan, Band parameters for III–V compound semiconductors and their alloys, Journal of Applied Physics 89(11), 5815-5
S. V. Ivanov, P. S. Kop'ev and N. N. Ledentsov, Thermodynamic analysis of segregation effects in MBE of AIII-BV compounds, Journal of Crystal Growth 111, 151-
S. V.Ivanov, S. V.Sorokin, P. S.Kop'ev, J. R.Kim, H. D.Jung, H. S.Park, Composition, stoichiometry and growth rate control in MBE of ZnSe based ternary and quaternary alloys, Journal of Crystal Growth 159, 16
S. Ivanov, P. Kop’ev, Type-II (AlGa)Sb/InAs Quantum well structures and superlattices for opto - and microelectronics grown by molecular beam epitaxy”, in "Antimonide-related strained-layer heterostructures, M. O.Manasreh, Ch. 4, vol. 3 in Ser. "Optoelectronic properties of semiconductors and superlattices", (Gordon & Breach Science Publishers, 1997), pp. 95-170.
A. A. Toropov, O. G. Lyublinskaya, V. A. Solov’ev, S. V. Ivanov, Sb-based nanostructures for mid-IR optoelectronics // Chapter in III-V Semiconductor Heterostructures: Physics and Devices, edited by W. Z. Cai, Publisher Research Signpost, (Kerala, 2003), pp. 169-199.
, Полупроводниковые лазеры. Минск, "Университетское", 1988.
D. Bimberg, M. Grundmann, N. Ledentsov, Quantum Dot Heterostructures, John Wiley & Sons, 1999, p. 279
Справочник по электротехническим материалам Т. З. - Под редакцией , , - Л. Энергоатомиздат, 1988.
, . Соединения А3В5. Справочник. -М.: Металлургия, 1984.
Программу составил: д. ф.-м. н. .
