химический каталог




Технология полупроводникового кремния

Автор Э.С.Фалькевич, Э.О.Пульнер, И.Ф.Червоный, Л.Я.Шварцман и др.

ество тех и других атомов равно. В случае жидкой капли атомы могут поступать в окружающую фазу с любой точки атомарно-гладкой поверхности. Если же частица (кристалл) дисперсная, то отрывающиеся атомы в основном поступают с ребер ступеней. А так как количество атомов предопределено условиями динамического равновесия, то и количество ребер на единицу поверхности границы раздела полностью предопределено для каждой температуры, при которой сосуществуют фазы.

При этом критерием количества ступеней на единице поверхности -может служить величина, определяющая расстояние между ними о*.

Пренебрежение этим термодинамическим законом вот уже много десятков лет не давало возможности правильно описать основные законы роста кристаллов. Обобщим некоторые приведенные данные.

1. Переход в новое агрегатное состояние внешне связан с изменением порядка во взаимном расположении частиц при почти одинаковой средней кинетической энергии поступательного движения частиц RT (при температуре, близкой к равновесию). При этом происходит выделение или поглощение тепла I, что связано с возрастанием энтропии AS = L/T. Откуда берется это тепло? Это часть потенциальной энергии взаимодействующих частиц, которая образуется при изменении взаимного расположения и расстояния между частицами, переходящая в тепловую энергию поступательного движения. Таким образом, энтропия - это не мера беспорядка, а мера перехода потенциальной энергии взаимодействия в кинетическую энергию теплового движения.

2. Пересыщение (парциальное давление) и переохлаждение связаны логарифмической зависимостью (закон Клапейрона-Клаузиуса).

3. В любом микрообъеме концентрация (плотность, парциальное

давление) устанавливается в соответствии с температурой. Скорость

установления равновесия соизмерима со скоростью звука.

4. Искривленная граница раздела кристалл - материнская фаза - это

ступенчатая поверхность. Радиусом кривизны по Томсону-Фрейдлиху

является расстояние между ступенями. Высота же ступеней определяется величиной радиуса трехмерного зародыша.

5. На границе превращения устанавливается особая температура ТТ<ТШ.

6. Механизм превращения в основном сводится к коллективному образованию дву- и трехмерных зародышей либо используются готовые ступени.

6. РОСТ КРИСТАЛЛОВ ИЗ ЖИДКОЙ И ГАЗОВОЙ ФАЗ

Рассмотрим рост кристалла независимо от механизма и скорости образования кристаллических зародышей. Процесс роста будет описан как движение уже существующей границы раздела кристалл - материнская фаза в глубь материнской фазы.

Проанализируем рост твердой фазы, выделяющейся из пересыщенного жидкого раствора. Аналогом может служить рост твердой фазы из жидкости, если лимитирующим звеном является диффузия вакансий.

Во всех случаях требуется выполнение следующих условий.

1. Доставка вещества, из которого состоит растущая фаза, осуществляется за счет диффузии атомов к фронту кристаллизации либо

диффузии вакансий и примесей, которые скапливаются у фронта роста.

2. Отвод тепла с фронта роста после присоединения атомов кристал50

ментальных [2, 19] данных мы считаем, что нет других механизмов роста, кроме роста с образованием двумерных зародышей.

Что же касается самой кинетики (т.е. зависимости скорости роста от переохлаждения), то она, как это будет показано далее, определяется не самим механизмом роста, а скоростью движения атомов к границе и отводом теппа кристаллизации от фронта кристаллизации. Оба процесса взаимозависимы не только на границе раздела, но и в каждой точке пространства материнской фазы.

Многие работы, посвященные теории роста, содержат общие сведения, которые обычно не используются при решении конкретных задач или предсказаний новых явлений. И лишь сравнительно недавно была разработана и проверена экспериментально более совершенная теория [19]. Главным ее достоинством является новый подход к решению задачи роста, основанной на использовании самых проверенных основ физической кинетики и термодинамики.

Постараемся изложить зту теорию с представлением наиболее

важных формул. Знание этих формул и их анализ можно будет использовать непосредственно при выращивании монокристаллов вообще

и кремния о частности. '

Главным в теории является то, что она исходит из различия в механизмах тепло- и массопереноса, в ней учтена также зависимость состава материнской фазы от температуры в каждой точке пространства (закон Клаузиуса-Клапейрона).

(1)

Действительно, теплопередача подчинена уравнению баланса (в сферических координатах): дгт 1 Эг Эг Эг Эг, Эт

"ътг-Распределение вещества в зависимости от температуры следует закону

RT0\a{,aala) = L(T-T0)IT, (2)

где flo и о - активность в материнской фазе при температуре переохлаждения Та и при конкретной температуре Г; Я - универсальная газовая постоянная; L - теплота превращения.

(3)

Распределение температуры в материнской фазе согласно (1) определяется соотношением

R=R0 + [(Tr-T0)r/rt].

Здесь Тг - температура на границе раздела; г - размер кристалла; ri - тек

страница 11
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

Скачать книгу "Технология полупроводникового кремния" (4.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
телевизор на прокат новосибирск
световой короб пластиковый цена
авто обслуживание свадеб
курсы по ремонту холодильного оборудования в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.10.2017)