химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

одимое количество присоединяющихся и вновь

отрывающихся атомов материнской фазы.

Эти атомы и вносят свой вклад в величину энтропии, которая

определяется степенью отклонения всей системы от равновесия.

Итак, из (8) вытекает очень важное следствие: если энтропия превращения AS>2R [R >= 2кал/(моль - К)]*, следовательно, если Д5> > 4 кал/(моль ? К), устойчивой является плоская граница раздела. При этом развиваются полиэдрические кристаллы с атомарно-гладкой поверхностью (при теплоотводе через материнскую фазу) вне зависимости от того, из газовой или жидкой фазы происходит рост кристалла. Чем же определяется процесс образования других форм роста кристаллов?

Среди встречающихся особую форму роста кристаллов (рис. 18) составляют дендриты - скелетные формы растущих монокристаллов. Они могут проявляться в процессе роста, а затем обрастать веществом так, что первоначальная дендритная форма может маскироваться.

Равноосные формы образуются от одного зародыша, окруженного материнской фазой, при теплоотводе через последнюю.

Плоскогранные равноосные формы образуются, если на каждой грани возникает только один двумерный зародыш. Кроме того, во всех направлениях роста должно быть одно и то же значение поверхностной энергии. Очень важным и интересным является анализ условий образования дендритов.

С термодинамической точки зрения дендриты - неравновесные ? кристаллы, так как для своего объема обладают слишком развитой ? границей раздела, что приводит к увеличению общего значения свободной энергии. С точки зрения критерия устойчивости дендриты, как округлые формы, могут образовываться при теплоотводе через растущую фазу. Они могут образовываться также, если (Гщ, - Гг) > (Гг - Г0) или AS> 4.

Изложенное позволяет разделить все дендриты на два класса.

Это, во-первых, дендриты с округлой, заглаженной границей раздела на фронте роста. Можно считать, что ступени на поверхности дендритов невелики (больше переохлаждение - меньше высота ступени), а расстояния между ними близки значению высоты ступени. Это приводит ki j образованию округлой, макроскопически гладкой поверхности раздела.

* В дальнейшем для упрощения изложения при рассмотрении неравенств А 5^

^ 4 кап/(мопь • К) размерность не указывается. ^

Во-вторых, это дендриты с явно ступенчатой структурой границы' раздела. Они могу! образовываться в том случае, если теплоотвод ; совершается через материнскую фазу и Д S . > 4.

Рис. 18. Формы роста кристалла:

О — плоскогранная; б — округлая; В — игольчатая; г — пластинчатая; д — дендритная; Е ~ плоскогранный дендрит

Для выяснения разницы механизмов образования дендритов обоих

типов необходимо познакомиться с понятием макроскопического

радиуса кривизны границы раздела, определяющего максимальную

скорость роста кристаллов, и критическим макроскопическим размером

плоской границы раздела растущего кристалла. Если Д5<4, то во

многих случаях ступенчатость так сильно развита (а* - г), что макроскопический радиус кристалла в направлении роста можно выразить

через радиус кривизны по Томсону-Фрейдлиху (г = пг*). Тогда (6)

можно записать в следующем виде:

_ Д"п (Tm-TT)-A/m*

2Р 2R Т„

(1 - -т-г-)лг* +

AS ГГ(ГГ-Т0)

Если учесть, что Гг - Гг ? А/г*, то, заменив некоторые величины их

конечным значением, получим

Da^AT л-1

Ц-К)ПГ + ПК

Максимум скорости роста при данном ДГ (экстремум функции)

соответствует ПТАХ = 1 + V 1 + КД1 - К). Отсюда следует:

1. Если 0 < К < 1, то может быть птах > 2 и, следовательно, rmax > 2г* (макроскопический радиус кривизны ветви дендрита в направлении

роста, обеспечивающий максимальную скорость роста); /max особенно

велик, если/С-* I,

2. Если К> 1, то Пщах = 1 + VL - КАК - О и> следовательно, радиус

кристалла теряет свое значение как критерий границы раздела.

У высокоэнтропийных кристаллов образование двумерных зародышей приводит к сильному прогреву поверхности. Только после того, как зародыш прекратил рост в тангенциальном направлении, может образоваться следующий.

В месте встречи таких зародышей выделяется много тепла. Они, как правило, не срастаются, а образуют макроступень. Срастаются они только в вершинах полиэдра (образуют ребро), где условия тешюотво-да особенно благоприятны.

Ветвление таких кристаллов (образование плоскогранных дендритов) происходит следующим образом. Вначале центр кристаллизации растет так, что в центре каждой грани образуется один двумерный зародыш. Затем по мере увеличения площади грани появляется возможность одновременного возникновения нескольких зародышей. Эти зародыши хорошо срастаются на вершинах полиэдров, а в месте встречи образуют ступенчатую поверхность. Именно такие плоские дендриты характерны для кремния. Наиболее часто они образуются в виде двойниковых сростков.

Таким образом, возникает гладкая критическая поверхность -поверхность, на которой может возникнуть только один двумерный зародыш. Если размер поверхности больше, то на ней может возникнуть несколько зародышей, которые приводят к образованию

страница 13
< 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
цены на мягкий кровельный материал
ремонт катализаторов volkswagen
загородное шоссе магазин
осевой вентилятор на круглом фланце с крышкой

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
(04.12.2016)