химический каталог




Технология полупроводникового кремния

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

знуть, рекомбинируя при встрече. Но такая встреча, хоть и вполне вероятна, происходит не чаще, чем образование новой пары дефектов.

Таким образом, реальный кристалл представляет собой динамическую систему колеблющихся атомов и определенного количества внедренных атомов и дырок, которые все время совершают поступательное движение и, как следствие, способствуют перемешиванию всей системы атомов.

Чрезвычайно важным обстоятельством, которое необходимо всегда учитывать при рассмотрении структуры реального кристалла, является наличие в нем атомов примесей. Эти атомы в различной степени взаимодействуют с основными атомами кристалла. От характера сил связи зависит и характер искажений, которые вызывают атомы примесей. От этого зависит также их подвижность и, в конечном итоге, то, как они меняют свойства кристалла.

Количество точечных дефектов в единице объема монокристалла, как уже отмечалось, определяется стремлением всей системы атомов кристалла к достижению минимального значения свободной энергии. При этом главным является то, что более низкой свободной энергией

16

17

Рис. 5. Распределение микродефектов в бездислокационных монокристаллах кремния: а — слоистое А- и &-микродефек-тов в продольном сечении монокристалла, плоскость (112) (видны на конусе области ^дефектов и JV - дислокационная): б - свирле-вое в поперечном сечении монокристалла, плоскость (ill). X 0,8

На первый взгляд кажется, что такие незначительные дефекты, как микродефекты, не могут особенно сильно влиять на свойства кристаллов. В действительности же количество и характер распределения микродефектов разительно влияют на свойства монокристаллов полупроводникового кремния. Точечные дефекты нарушают также строгую систему периодичности электрического поля зарядов.

Как уже указывалось, в кремнии в идеальном состоянии каждый атом связан с соседними парой электронов. Если атомы не возбуждены, электроны находятся 'на наиболее низких энергетических уровнях. Встреча атома с дыркой может привести к образованию дефекта, который подобен электрическому диполю. Такой дефект называют экситоном. Электрон в зоне проводимости "и дырка в валентной зоне J ведут себя как инородное | включение с зарядами f е" и е*. Подвижность этих t

С

Рис. 7. Ямки травления на плоскости (Ш) кремния:

а — дислокационная; б — соответствующая микродефекту. Х600

Выход дислокации на поверхность связан с образованием поверхностного дефекта упаковки. Воздействие на поверхность кремния каким-либо растворителем (травителем) приводит к образованию характерных ямок, которые по внешнему виду отличаются от ямок, образующихся (также при травлении) в местах расположения микродефектов. Дислокационные ямки более глубокие, остроконечные и четко огранены (рис. 7) плотно упакованными плоскостями (111).

По расположению ямок травления можно судить о месте выхода дислокаций и их плотности (количество дислокаций на единице поверхности).

В реальных кристаллах структура дислокаций оказывается более сложна. В особенности эю относится к алмазоподобным кристаллам, в частности к кремнию. Можно перечислить следующие основные типы дислокаций: полные дислокации, расщепленные и частичные дислокации, а также вершинные дислокации. Полные дислокации целиком окружены совершенным материалом. Кроме искаженного ядра, где заканчивается внедренная полуплоскость, вся остальная часть кристалла остается неискаженной. В винтовой дислокации сопряжение атомов в ядре образует непрерывную спираль с шагом, равным вектору Бюргерса, параллельному оси дислокации. Бели дислокация краевая, то нарушение сосредоточено на краю вставленной полуплоскости. Смещение двух частей кристалла определяется величиной вектора Бюргерса, который направлен перпендикулярно линии сопряжения.

Искрив пенные дислокации (состоящие из совокупности краевых и винтовых дислокаций) также могут принадлежать к полным дислокациям. Важным является то, что полная Дислокация должна иметь такие векторы Бюргерса, при которых они не могли бы понизить свою энергию (энергия дислокации пропорциональна квадрату вектора Бюргерса) путем расслоения на две или несколько дислокаций (что может произойти за счет диссоциации яри взаимодействии с другими искажениями).

Рис 8. Дислокационная малоугловая граница:

а — схема; б — участок границы на плоскости (Ш).

Встречающиеся в монокристаллах кремния малоугловые границы можно условно разделить на две группы.

1. Малоугловые границы, имеющие в плоскости (111) направление [112]. Визуально на плоскости (111) они выглядят в виде прямых линий. Хотя в объеме монокристалла они занимают криволинейную поверхность, однако заметно их стремление к расположению в плоскости (ПО). На боковой поверхности эти малоугловые границы располагаются вдоль неявных граней и имеют вид линий с ответвлениями (рис. 9, б).

2. Малоугловые границы произвольного направления имеют либо вид прямых линий с направлениями, отличными от [112], либо криволинейные. Строгая направленность ямок травления для этих границ проявляется менее четко.

Расс

страница 4
< 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

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
(21.02.2017)