Załącznik nr 3 do Z

OPISY KURSÓW

Kod kursu: ETD9273

Nazwa kursu: METODY DIAGNOSTYCZNE

Język wykładowy: polski
Forma kursu
Wykład
Tygodniowa
3
liczba godzin
ZZU *
Semestralna
45
liczba godzin
ZZU*
Forma zalicze- kolokwium
nia
Punkty ECTS
3
Liczba godzin
90
CNPS
Ćwiczenia
2
Laboratorium
-
Projekt
-
Seminarium
-
30
kolokwium
3
40

Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany): zaawansowany

Wymagania wstępne: Fizyka, Przyrządy półprzewodnikowe, Elektronika ciała stałego

Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: Danuta Kaczmarek, prof. dr hab. inż.

Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: Maria Dąbrowska-Szata, prof. dr hab. inż., Jarosław Serafińczuk, dr inż.

Rok: I (drugi stopień), Semestr: 2

Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny): obowiązkowy

Cele zajęć (efekty kształcenia): wykorzystywanie metod badania oraz analizy wyników do kompleksowej diagnostyki właściwości materiałów dla elektroniki i fotoniki

Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): tradycyjna

Krótki opis zawartości całego kursu: wykład zawiera opis podstawowych pojęć związanych z wiązką światła oraz przegląd metod diagnostyki optycznej ze względu na
zjawiska zachodzące podczas oddziaływania światła z ciałem stałym. Omawiane jest
zastosowanie wybranych metod odbicia, emisji, transmisji i absorpcji światła. Wykład
obejmuje zagadnienia związane z metodyką badania półprzewodnikowych struktur
powierzchniowych, stosowanych w elektronice mikrosystemów. Omawiane są m. in.
metody dyfrakcji elektronów (LEED, RHEED), metody spektroskopowej analizy powierzchni (AES, ESCA, SIMS), wybrane metody wyznaczania struktury elektronowej
oraz metody mikroskopii elektronowej w diagnostyce struktur półprzewodnikowych.
Na wykładzie omawiane są metody stosowane w charakteryzacji strukturalnej nowoczesnych materiałów mikro i optoelektroniki. Diagnostyka ta oparta jest na analizie
oddziaływania wiązki promieniowania rentgenowskiego z ciałem stałym. Opis metodyki pomiarowej poparty jest wieloma przykładami, np. charakteryzacji warstw epitaksjalnych półprzewodników szerokopasmowych, studni kwantowych oraz warstw
polikrystalicznych.
1
W ramach ćwiczeń realizowane są metody stosowane w mikroelektronice do charakteryzacji powierzchni ciała stałego, struktury, składu materiałowego oraz właściwości
optycznych. Będą to, między innymi: spektroskopia głębokich poziomów (DLTS),
analiza strukturalna warstw mono i polikrystalicznych stosowanych w mikroelektronice, elektronowy mikroskop skaningowy (SEM), metoda fotokonduktancyjna i metoda
transmisji światła.

Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin):
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Klasyfikacja metod diagnostyki optycznej
Szybkie metody optyczne
Spektroskopia fotoelektronów i jej zastosowanie
Metoda fotoluminescencji i jej zastosowanie
Metoda fotokonduktancyjna i jej zastosowanie
Porównanie metod elektronowych i optycznych: EBIC-OBIC, CL-PL
Metoda transmisji i jej zastosowanie
Kolokwium zaliczeniowe
Powierzchnia ciała stałego, topografia powierzchni, struktura atomowa, defekty
powierzchniowe
10. Metody otrzymywania powierzchni atomowo czystej
11. Klasyfikacja metod badania powierzchni ciała stałego
12. Metody badania i wyznaczania struktury atomowej powierzchni (LEED, RHEED)
13. Jakościowo-ilościowa analiza powierzchni metodami AES i SIMS
14. Zastosowanie mikroskopii elektronowej w diagnostyce struktur półprzewodnikowych
15. Struktura elektronowa i właściwości elektronowe powierzchni półprzewodników
16. Kolokwium zaliczeniowe
17. Struktura ciała stałego, model kryształ
18. Sieć odwrotna kryształu i jej znaczenie praktyczne
19. Zasada pomiaru i interpretacja krzywych odbić warstw epitaksjalnych
20. Zasada pomiaru i interpretacja węzłów sieci odwrotnej warstw epitaksjalnych
21. Metodyka pomiarowa warstw epitaksjalnych o znaczącym niedopasowaniu
sieciowym w stosunku do podłoża
22. Zastosowanie reflektometrii do charakteryzacji warstw epitaksjalnych
23. Opis struktury polikrystalicznych warstw sensorowych
24. Kolokwium zaliczeniowe
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
 Ćwiczenia - zawartość tematyczna:
Wprowadzenie do zajęć – przegląd właściwości materiałów i metod diagnostyki
Analiza składu materiałowego za pomocą sygnału BSE w modzie COMPO w SEM
Analiza artefaktów występujących w SEM w modzie COMPO
Analiza artefaktów występujących w SEM w modzie TOPO
Analiza wpływu składu materiałowego na formowanie mikrostruktury krystalicznej
Analiza wpływu temperatury wygrzewania na formowanie się struktury materiałów
Analiza tlenków z wykorzystaniem spektroskopii fotoelektronów
Określenie właściwości fotoelektrycznych złącza na podstawie metody fotokonduktancyjnej
2
9. Zastosowanie metody obwiedni do interpretacji wyników uzyskanych na podstawie interferencji światła w cienkich warstwach
10. Analiza właściwości optycznych materiałów na podstawie pomiarów transmisji światła
11. Badanie głębokich poziomów w strukturach AIIIBV z wykorzystaniem metody DLTS
12. Badanie defektów punktowych i rozciągłych w strukturach AIIIBV za pomocą SEM
13. Identyfikacja fazowa polikrystalicznych warstw sensorowych
14. Charakteryzacja warstw epitaksjalnych i studni kwantowych na podstawie krzywych odbić
15. Kolokwium

Seminarium – zawartość tematyczna: -

Laboratorium – zawartość tematyczna: -

Projekt – zawartość tematyczna: -
 Literatura podstawowa:
Szaynok, Kuźmiński, Podstawy fizyki powierzchni półprzewodników, WNT, Warszawa,
2000
Szuber, Metody powierzchniowe w nanotechnologii półprzewodników, WNT Warszawa
2002
Misiewicz, Podstawy optyki ciała stałego, Oficyna Wydawnicza Politech. Wrocł., 1996
Schroder D., Semiconductor material and device characterization, J. Wiley & Sons, INC.,
USA, 1998
Bojarski, Gigla, Stróż, Surowiec, Krystalografia – podręcznik wspomagany komputerowo,
PWN Warszawa, 1999.
Kozłowski, Własności strukturalne związków (Ga,Al,In)N przeznaczonych do konstrukcji
przyrządów elektroniki wysokotemperaturowej, Raport nr 19, Wrocław, 2001.
 Literatura uzupełniająca:
Oleś A., Metody doświadczalne w fizyce ciała stałego, WNT Warszawa, 1998
Hummel , Właściwości elektroniczne materiałów, Springer-Verlag, New York, 1985
PC-Materials Research Diffractometer, User Guide, Philips Analytical X-Ray.1999

Warunki zaliczenia: Kolokwium zaliczeniowe
* - w zależności od systemu studiów
3