Основы технологии электронной компонентной базы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2594 

Кафедра технологии материалов электроники

О.И. Рабинович 
Д.Г. Крутогин 
С.Ф. Маренкин 
С.В. Подгорная 

Основы технологии электронной 
компонентной базы 

 

Учебно-методическое пособие 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2015 

 

УДК 621.318.1 
 
О-75 

Р е ц е н з е н т  
канд. техн. наук, доцент М.Н. Орлова 

 
 
 
Основы технологии электронной компонентной базы : учеб.- 
О-75 метод. пособие / О.И. Рабинович [и др.]. – М. : Изд. Дом МИСиС, 
2015. – 59 с. 
 

В пособии излагаются теоретические основы технологических процессов 
роста полупроводниковых материалов и методы контроля в рамках курса 
«Основы технологии электронной компонентной базы». 
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 
11.04.04 – «Электроника и наноэлектроника» в качестве бакалавров, магистров и инженеров, и может быть полезно при выполнении лабораторных работ, подготовке магистерских диссертаций и дипломных работ. 

УДК 621.318.1 

 
© Рабинович О.И., Крутогин Д.Г., 
Маренкин С.Ф., Подгорная С.В., 2015 
 
© НИТУ «МИСиС», 2015 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие..............................................................................................5 
Глава 1. Измерение предельного вакуума и быстроты действия 
турбомолекулярного насоса ................................................................6 
Глава 2. Измерение удельного сопротивления металлических 
и полупроводниковых слоев четырехзондовым методом ..............14 
2.1. Теоретическое введение..............................................................14 
2.1.1. Объемные монокристаллы...................................................14 
2.1.2. Полупроводниковые пластины ...........................................16 
2.1.3. Эпитаксиальные слои и слоистые структуры....................17 
2.1.4. Погрешности четырехзондового метода............................19 
2.2. Порядок выполнения работы......................................................22 
2.3. Порядок выполнения работы......................................................23 
2.4. Обработка результатов измерений.............................................24 
Глава 3. Определение глубины залегания р-n-перехода 
методом сферического шлифа...........................................................26 
3.1. Теоретическое введение..............................................................26 
3.2. Порядок выполнения работы......................................................28 
3.3. Обработка результатов................................................................28 
Глава 4. Исследование оптических свойств тонкопленочных 
структур методами спектрофотометрии...........................................30 
4.1. Теоретическое введение..............................................................30 
4.1.1. Спектрофотометрия поглощения........................................30 
4.1.2. Спектрофотометрия отраженного излучения ....................35 
4.1.3. Спектрофотометрия излучения...........................................36 
4.2. Порядок выполнения эксперимента ..........................................38 
4.3. Указания по охране труда...........................................................40 
4.4. Порядок проведения измерений.................................................40 
4.4.1. Измерение коэффициента пропускания .............................40 
4.4.2. Измерение спектра излучения полупроводниковой 
структуры ............................................................................................41 
4.4.3. Измерение коэффициента отражения.................................41 
4.5. Обработка результатов................................................................42 
Глава 5. Исследование кинетики процесса ионного обмена..........43 
5.1. Ионообменные процессы............................................................43 
5.2. Емкость ионита............................................................................45 
5.3. Кинетика процесса ионного обмена ..........................................47 
5.3.1. Стадии процесса ионного обмена .......................................47 

5.3.2. Общая скорость прогресса ионообмена. 
Лимитирующие стадии ..................................................................48 
5.3.3. Пленочная кинетика.............................................................48 
5.3.4. Гелевая кинетика ..................................................................49 
5.3.5. Кинетика ионообмена в колоннах.......................................51 
5.4. Конструкция установки, используемые материалы.................52 
5.5. Порядок проведения работы и указания по технике 
безопасности .......................................................................................54 
5.6. Обработка результатов эксперимента .......................................56 
5.7. Требования к отчету....................................................................57 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Современное технологическое оборудование электронной промышленности характеризуется комплексом сочетающихся функциональных и контрольных процессов и требует высокопрофессионального обслуживания и длительной предпусковой подготовки. По всем 
этим обстоятельствам изучение свойств полупроводников вписывается в учебный процесс. 
Разделы соответствуют программе курса «Основы технологии 
электронной компонентной базы» для направления подготовки 
11.04.04 – «Электроника и наноэлектроника». Предусмотрен достаточно широкий выбор параметров технологических процессов (исходных веществ, легирующих примесей, рабочих концентраций, 
конструктивных параметров оборудования), допускающий индивидуализацию заданий по выполнению экспериментальных исследований важнейших свойств и характеристик полупроводниковых материалов. 

Глава 1 

ИЗМЕРЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО ВАКУУМА 
И БЫСТРОТЫ ДЕЙСТВИЯ 
ТУРБОМОЛЕКУЛЯРНОГО НАСОСА 

Цели работы: получение практических навыков работы с турбомолекулярным насосом, а также ознакомление с методикой измерения его основных характеристик. 

1.1. Теоретическое введение  

Турбомолекулярные вакуумные насосы широко применяются для 
откачки газов в электротехнической, электронной, атомной, авиационной, химической и других отраслях промышленности. 
Турбомолекулярные насосы обладают следующими преимуществами перед другими высоковакуумными средствами откачки: 
– удаляют газ из сосуда, а не сорбируют его на рабочих органах, 
как крионасосы, электрофизические насосы различного типа и адсорбционные; 
– не загрязняют среду откачиваемого сосуда парами углеводородов или другими рабочими телами, как диффузионные насосы, насосы с распылением титана и др.; 
– имеют большую быстроту действия при откачке газов с малой 
молекулярной массой, обычно трудно удаляемых из высоковакуумных систем; 
– отличаются технологичностью конструкции при обеспечении 
большой быстроты действия. 
Отмеченные преимущества турбомолекулярных насосов определяют области их применения: 
– создание и поддержание остаточного давления в пределах 
10–7…10–10 Па при откачке сосудов, загрязнение сред которых парами 
углеводородов и другими рабочими веществами недопустимо; 
– откачка неконденсирующихся газов (Н2, Не, Ne) в высоковакуумных системах; 
– в установках нанесения пленок металлов, масс-спектрометрии, в 
ускорителях элементарных частиц, а также в установках для имитации космических условий и т.д.