МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛАРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОННИКИ Кафедра химии Факультет компьютерного проектирования КУРСОВАЯ РАБОТА по курсу: "Физико-химические основы микроэлектроники и технологии РЭС и ЭВС" на тему: "ТУННЕЛИРОВАНИЕ В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ " Выполнил: Приняла: студент гр. 910204 Забелина И. А. Шпаковский В.А. Минск 2001 г. СОДЕРЖАНИЕ стр. 1. Туннельный эффект.......................................................................................3 2. ПРОЯВЛЕНИЕ В НЕОДНОРОДНЫХ СТРУКТУРАХ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УСТРОЙСТВАХ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ 2.1 Контакт металл-металл...................................................................................5 2.2 Структура металл-диэлектрик-металл................................................................8 2.3 Токоперенос в тонких плёнках........................................................................10 2.4 Туннельный пробой в p-n-переходе..................................................................12 2.5 Эффекты Джозефсона....................................................................................13 2.6 Эффект Франца-Келдышева............................................................................15 3 Туннельный диод.........................................................................................17 Литература.......................................................................................................20 1. Туннельный эффект Рассмотрим поведение частицы при прохождении через потенциальный барьер. Пусть частица, движущаяся слева направо, встречает на своём пути потенциальный барьер высоты U0 и ширины l (рис. 1.1). По классическим представлениям движение частицы будет таким:
    U(x) - если энергия частицы будет больше высоты барьера (E>U0),
    то частица беспрепятственно проходит над барьером;
    U0 - если же энергия частицы будет меньше высоты барьера E (EU0 имеется отличная от ну-
    0 l x ля вероятность того, что частица отразится от потенциального Рис.1.1 Прохождение частицы барьера и полетит обратно. Во-вторых, при EE, волновой вектор k2 является мнимым. Положим его равным ik, где является действительным числом. Тогда волновые функции и приобретут следующий вид:
    (1.9)
    (1.10) Так как , то это значит, что имеется вероятность проникновения микрочастицы на некоторую глубину во вторую область. Эта вероятность пропорциональна квадрату модуля волновой функции :
    . (1.11) Наличие этой вероятности делает возможным прохождение микрочастиц сквозь потенциальный барьер конечной толщины l (рис. 1.1). Такое просачивание получило название туннельного эффекта. По формуле (1.11) коэффициент прозрачности такого барьера будет равен:
    , (1.12) где D0 - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы барьера. Особенностью туннельного эффекта является то, что при туннельном просачивании сквозь потенциальный барьер энергия микрочастиц не меняется: они покидают барьер с той же энергией, с какой в него входят. Туннельный эффект играет большую роль в электронных приборах. ............