Химия функциональных материалов

Содержание

1. Химия функциональных материалов
2. Металлы и сплавыAg, Au, Cu, Al, их
3. Al+O2=Al2O3
4. Металлические проводниковые и резистивные материалы для электроникиПроводниковые
5. Сверхпроводимость -применение
6. Принцип работы транзистора
7. Принцип работы транзистора
8. Принцип работы компьютера
9. Схема процессора С4004
10. Интегральная микросхемаСтепень интеграции (N) – число элементов и компонентов ИМС:Простая, N
11. Интегральная микросхема, (ИМС, чип) – микроэлектронное изделие,
12. Схема производства ИМС
13. Планарная технология – изготовление элементов ИМС на
14. Процессы изготовления полупроводников
15. Получение монокристаллов
16. Метод направленной кристаллизации Ян Чохральский 1916Кремний Высота 1-2мДиаметр 30 смВес ≈ 100 кг
17. Расплавленная область медленно движется вдоль слитка, примеси
18. Эпитаксия – наращивание пленочного слоя:
19. Эпитаксия
20. Тонкие пленкиМеталлические – обеспечение проводимости между элементами ИМСТребования:Хорошая адгезия к подложкеБлизкий коэффициент термического расширенияЗаданные электрофизические параметры
21. Способы получения тонких пленок:Химическое осаждение из газовой
22. Цели травления:удаление с поверхности полупроводниковой подложки механически
23. ХимическоеОкислениеSi+2HNO3=SiO2+NO+NO2+H2OКомплексообразованиеSiO2+6HF= H2SiF6+2H2OЭлектрохимическое травлениеAl+mH2O-3e→Al2O3∙nH2O+3H+Травление
24. Литография – формирование отверстий в маскахФоторезист - вещество в котором под воздействием излучения протекают хим. реакции
25. Фотолитография →Рентгенолитография →Электроионолитография
26. Легирование – локальное введение в подложку донорных или акцепторных примесей, для образования p-n переходов
27. ЛегированиеТонкие слоиМожно контролировать концентрацию и профиль распределения
28. Полупроводниковые (ПП) материалы
29. Простые ППSi, Ge, Si-Ge (быстродействие в 2-4
30. Слайд 30
31. Элементарные ПП и ПП соединения
32. Соединения AIIIBV GaAs, InP, InAs, InSb, GaР
33. Синтез арсенида галлияGa+As=GaAsБольшая подвижность е, менее восприимчив к изменению температуры, меньше шума, выдерживают большее напряжение
34. AIIBVI :ZnS, CdS, ZnSe, CdSe, HgSe, –n-
35. AIIBIVC2V CdSnAs2, CdGeAs2, ZnSnAs2 Твердые растворы замещенияСтруктурный
36. Органические ППНаличие π-связейВозбуждение молекул при поглощении светаГенерация
37. Скачать презентанцию

Металлы и сплавыAg, Au, Cu, Al, их сплавыНизкое ρ, высокие прочность, коррозионная стойкостьСплавы меди, Fe-Ni-Cr, Fe-Cr-AlВысокие ρ, прочность, коррозионная стойкостьСплавы ниобия: Nb-ZrNb-TiNb3SnВТСП: R-Ba-Cu-OR – редкоземельные эл-т

Главная
Разное
Химия функциональных материалов

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Химия функциональных материалов
материалы используемые для электротехники

Слайд 2Металлы и сплавы
Ag, Au, Cu, Al, их сплавы
Низкое ρ, высокие

прочность, коррозионная стойкость
Сплавы меди, Fe-Ni-Cr, Fe-Cr-Al
Высокие ρ, прочность, коррозионная стойкость
Сплавы

ниобия:
Nb-Zr
Nb-Ti
Nb3Sn
ВТСП: R-Ba-Cu-O
R – редкоземельные эл-т

Металлы и сплавыAg, Au, Cu, Al, их сплавыНизкое ρ, высокие прочность, коррозионная стойкостьСплавы меди, Fe-Ni-Cr, Fe-Cr-AlВысокие ρ,

Слайд 3Al+O2=Al2O3

Слайд 4Металлические проводниковые и
резистивные материалы для электроники
Проводниковые - Au, Ag,

Cu, Al
Резистивные – Cr, Ti, Zr, Mo,
W, Nb, Re,

нихром,
сплавы Pt, Ru, Ir, Pd c W, Re, Ta, Mo

Микропленки

Проводниковые - Cu, Al Au.
Резисторные - Нихром, константан, манганин

Фильерные, литые

Металлические проводниковые и резистивные материалы для электроникиПроводниковые - Au, Ag, Cu, AlРезистивные – Cr, Ti, Zr, Mo,

Слайд 5Сверхпроводимость -применение

Слайд 6Принцип работы транзистора

Слайд 7Принцип работы транзистора

Слайд 8Принцип работы компьютера

Слайд 9Схема процессора С4004

Слайд 10Интегральная микросхема
Степень интеграции (N) – число элементов
и компонентов ИМС:
Простая,

N

Интегральная микросхемаСтепень интеграции (N) – число элементов и компонентов ИМС:Простая, N

Слайд 11Интегральная микросхема, (ИМС, чип) – микроэлектронное изделие, обрабатывающее электронные сигналы

и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, составляющих единое

целое.

Элемент ИМС – часть, реализующая функцию простого радиоэлемента (транзистор, диод и др.), неотделимый от ИМС

Компонент - часть, реализующая функцию простого радиоэлемента (транзистор, диод и др.), которая может быть отделена от ИМС

Интегральная микросхема, (ИМС, чип) – микроэлектронное изделие, обрабатывающее электронные сигналы и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных

Слайд 12Схема производства ИМС

Слайд 13Планарная технология – изготовление элементов ИМС на полупроводниковой подложке одновременно
Нанесение

тонких пленок -эпитаксия
Удаление определенных участков пленок - травление
Легирование – дозированное

введение примесей

Получение монокристаллов

Литография – формирование отверстий в маске

Планарная технология – изготовление элементов ИМС на полупроводниковой подложке одновременноНанесение тонких пленок -эпитаксияУдаление определенных участков пленок -

Слайд 14Процессы изготовления полупроводников

Слайд 15Получение монокристаллов

Слайд 16Метод направленной кристаллизации
Ян Чохральский 1916
Кремний
Высота 1-2м
Диаметр 30

см
Вес ≈ 100 кг

Слайд 17Расплавленная область медленно движется вдоль слитка, примеси захватываются расплавом и

перемещаются в конец слитка, который затем удаляется.
Наиболее эффективный способ очистки

полупроводников от примесей.

Метод зонной плавки

Расплавленная область медленно движется вдоль слитка, примеси захватываются расплавом и перемещаются в конец слитка, который затем удаляется.Наиболее

Слайд 18Эпитаксия – наращивание пленочного слоя:

Слайд 19Эпитаксия

Слайд 20Тонкие пленки
Металлические – обеспечение проводимости между элементами ИМС
Требования:
Хорошая адгезия к

подложке
Близкий коэффициент термического расширения
Заданные электрофизические параметры

Тонкие пленкиМеталлические – обеспечение проводимости между элементами ИМСТребования:Хорошая адгезия к подложкеБлизкий коэффициент термического расширенияЗаданные электрофизические параметры

Слайд 21Способы получения тонких пленок:
Химическое осаждение из газовой фазы и водных

растворов:
SiH4 + O2 → SiO2 + 2 H2
3 SiH4 + 4 NH3 → Si3N4 + 12

H2
Термическое вакуумное испарение
Ионное распыление

Способы получения тонких пленок:Химическое осаждение из газовой фазы и водных растворов:SiH4 + O2 → SiO2 + 2 H23 SiH4 + 4

Слайд 22Цели травления:
удаление с поверхности полупроводниковой подложки механически нарушенного слоя;
снятие с

полупроводниковой подложки слоя исходного материала определённой толщины;
локальное удаление материала подложки

или технологического слоя с определённых участков поверхности;
создание определённых электрофизических свойств обрабатываемой поверхности подложки;

Травление – удаление поверхностного слоя

Цели травления:удаление с поверхности полупроводниковой подложки механически нарушенного слоя;снятие с полупроводниковой подложки слоя исходного материала определённой толщины;локальное

Слайд 23Химическое
Окисление
Si+2HNO3=SiO2+NO+NO2+H2O
Комплексообразование
SiO2+6HF= H2SiF6+2H2O
Электрохимическое травление
Al+mH2O-3e→Al2O3∙nH2O+3H+
Травление

ХимическоеОкислениеSi+2HNO3=SiO2+NO+NO2+H2OКомплексообразованиеSiO2+6HF= H2SiF6+2H2OЭлектрохимическое травлениеAl+mH2O-3e→Al2O3∙nH2O+3H+Травление

Слайд 24Литография – формирование отверстий в масках
Фоторезист - вещество в котором

под воздействием излучения протекают хим. реакции

Слайд 25Фотолитография →Рентгенолитография →Электроионолитография

Слайд 26Легирование – локальное введение в подложку донорных или акцепторных примесей,

для образования p-n переходов

Слайд 27Легирование
Тонкие слои
Можно контролировать концентрацию и профиль распределения
Образуется много дефектов

и аморфизированные слои
Высокая температура
Долгое время
Трудно получить тонкие слои и

резкие p-n переходы

ЛегированиеТонкие слоиМожно контролировать концентрацию и профиль распределения Образуется много дефектов и аморфизированные слои Высокая температураДолгое времяТрудно получить

Слайд 28Полупроводниковые (ПП)
материалы

Слайд 29Простые ПП
Si, Ge, Si-Ge (быстродействие в 2-4 раза↑),
C

(алмаз и графит), α-Sn (серое олово), Se, Te

Слайд 30

Слайд 31Элементарные ПП и ПП соединения

Слайд 32Соединения AIIIBV
GaAs, InP, InAs, InSb, GaР
(GaxAl1-xAs, GaAsxP1-x, GaxIn1-xP,

GaxIn1-xAsyP1-y)
A=B, Al, Ga, In; B=P, As, Sb
A=B, Al, Ga, In;

B=N

Соединения AIIIBV GaAs, InP, InAs, InSb, GaР (GaxAl1-xAs, GaAsxP1-x, GaxIn1-xP, GaxIn1-xAsyP1-y)A=B, Al, Ga, In; B=P, As, SbA=B,

Слайд 33Синтез арсенида галлия
Ga+As=GaAs
Большая подвижность е, менее восприимчив к изменению температуры,

меньше шума, выдерживают большее напряжение

Синтез арсенида галлияGa+As=GaAsБольшая подвижность е, менее восприимчив к изменению температуры, меньше шума, выдерживают большее напряжение

Слайд 34AIIBVI :ZnS, CdS, ZnSe, CdSe, HgSe, –n- тип
ZnTe р-тип
CdTe, HgTe

- n- и р-тип
Фоточувствительность, люминисценция
GaxAl1-xAs, GaAsxP1-x, GaxIn1-xP, GaxIn1-xAsyP1-y
AIVBVI: PbS, PbSe,

PbTe, SnTe
n- тип, избыток Pb
р- тип, недостаток Pb

CdxHg1-xTe,
CdxHg1-xSe, CdTexSe1-x)

А2IIIB3VI: Ga2Se3, Ga2Te3, In2Te3

Ga2Se3, Ga2Te3, In2Te3

Полупроводниковые соединения

AIIBVI :ZnS, CdS, ZnSe, CdSe, HgSe, –n- типZnTe р-типCdTe, HgTe - n- и р-типФоточувствительность, люминисценцияGaxAl1-xAs, GaAsxP1-x, GaxIn1-xP,

Слайд 35AIIBIVC2V
CdSnAs2, CdGeAs2, ZnSnAs2
Твердые растворы замещения
Структурный тип сфалеита
AIVBIV
SiC
Высокая

термоустойчивость, люминисценция
Аморфные ПП
Халькогенидные - сплавы Tl, P, As, Sb, Bi

с S, Se, Те: As2Se3–As2Te3, Tl2Se–As2Se3

Оксидные - V2O5–P2O5–ROx (R – металл I–IV)

Гидридные – твердые растворы ПП с водородом: α-Si+H,
α-Si1-xCx+H, α -Si1-xGex+H, α -Si1-xNx+H,
α -Si1-xSnx+H.

Детекторы ИК излучения

AIIBIVC2V CdSnAs2, CdGeAs2, ZnSnAs2 Твердые растворы замещенияСтруктурный тип сфалеитаAIVBIV SiCВысокая термоустойчивость, люминисценцияАморфные ППХалькогенидные - сплавы Tl, P,

Слайд 36Органические ПП
Наличие π-связей
Возбуждение молекул при поглощении света
Генерация носителей тока при

возбуждении π-электронов
Дешевое производство, пластичность, легкоплавкость, стойкость к радиации, высокая

светочувствительность
(светочувствительные материалы, датчики)

Органические ППНаличие π-связейВозбуждение молекул при поглощении светаГенерация носителей тока при возбуждении π-электронов Дешевое производство, пластичность, легкоплавкость, стойкость

Скачать презентацию

Разделы презентаций

Химия функциональных материалов

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Химия функциональных материалов материалы используемые для электротехники

Слайд 2Металлы и сплавыAg, Au, Cu, Al, их сплавыНизкое ρ, высокие

прочность, коррозионная стойкостьСплавы меди, Fe-Ni-Cr, Fe-Cr-AlВысокие ρ, прочность, коррозионная стойкостьСплавы

Слайд 3Al+O2=Al2O3

Слайд 4Металлические проводниковые и резистивные материалы для электроникиПроводниковые - Au, Ag,

Cu, AlРезистивные – Cr, Ti, Zr, Mo, W, Nb, Re,

Слайд 5Сверхпроводимость -применение

Слайд 6Принцип работы транзистора

Слайд 7Принцип работы транзистора

Слайд 8Принцип работы компьютера

Слайд 9Схема процессора С4004

Слайд 10Интегральная микросхемаСтепень интеграции (N) – число элементов и компонентов ИМС:Простая,

N

Слайд 11Интегральная микросхема, (ИМС, чип) – микроэлектронное изделие, обрабатывающее электронные сигналы

и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, составляющих единое

Слайд 12Схема производства ИМС

Слайд 13Планарная технология – изготовление элементов ИМС на полупроводниковой подложке одновременноНанесение

тонких пленок -эпитаксияУдаление определенных участков пленок - травлениеЛегирование – дозированное

Слайд 14Процессы изготовления полупроводников

Слайд 15Получение монокристаллов

Слайд 16Метод направленной кристаллизации Ян Чохральский 1916Кремний Высота 1-2мДиаметр 30

смВес ≈ 100 кг

Слайд 17Расплавленная область медленно движется вдоль слитка, примеси захватываются расплавом и

перемещаются в конец слитка, который затем удаляется.Наиболее эффективный способ очистки

Слайд 18Эпитаксия – наращивание пленочного слоя:

Слайд 19Эпитаксия

Слайд 20Тонкие пленкиМеталлические – обеспечение проводимости между элементами ИМСТребования:Хорошая адгезия к

подложкеБлизкий коэффициент термического расширенияЗаданные электрофизические параметры

Слайд 21Способы получения тонких пленок:Химическое осаждение из газовой фазы и водных

растворов:SiH4 + O2 → SiO2 + 2 H23 SiH4 + 4 NH3 → Si3N4 + 12

Слайд 22Цели травления:удаление с поверхности полупроводниковой подложки механически нарушенного слоя;снятие с

полупроводниковой подложки слоя исходного материала определённой толщины;локальное удаление материала подложки

Слайд 23ХимическоеОкислениеSi+2HNO3=SiO2+NO+NO2+H2OКомплексообразованиеSiO2+6HF= H2SiF6+2H2OЭлектрохимическое травлениеAl+mH2O-3e→Al2O3∙nH2O+3H+Травление

Слайд 24Литография – формирование отверстий в маскахФоторезист - вещество в котором