химический каталог




Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Автор А.И.Курносов, В.В.Юдин

ства в виде параллелепипеда, перемещая который вдоль трех независимых направлений можно получить весь кристалл.

Постоянная решетки — определяется как длина элементарной ячейки вдоль одной из осей.

Кристаллографические оси — показывают направления кристалла и определяются ребрами элементарной ячейки.

Рассмотрим наиболее важные типы кристаллических решеток.

Простая кубическая решетка состоит из атомов, лежащих в углах куба. Типичным материалом с такой структурой является хлористый цезий. В решетке этого материала последовательно

15

чередуются положительные ионы цезия и отрицательные ионы хлора.

Гранецентрированная кубическая решетка более сложная, чем простая кубическая, так как в ней атомы располагаются не только в вершинах куба, но и в середине каждой грани. Типичным представителем этой группы кристаллических веществ является алюминий.

Объемно центрированная кубическая решетка состоит из атомов, расположенных в углах и в центре куба (но не на его гранях). Типичным представителем этой группы веществ является железо.

Кроме этих сравнительно простых структур существует ряд более сложных, но также с кубической элементарной ячейкой. Наиболее важной из них является решетка типа алмаза, в которой кристаллизуется большинство полупроводниковых материалов (германий, кремний и др.). Основную роль в этой решетке играет наличие тетраэдрических связей: каждый атом имеет четырех ближайших соседей, связанных с ним валентными силами. Решетка типа алмаза представляет собой модификацию гранеценгрирован-ной кубической решетки и состоит из двух гранецентрированных решеток, сдвинутых одна относительно другой на 'Д постоянной решетки. В решетке типа алмаза ребра элементарной ячейки не совпадают с направлениями валентных связей.

Все кристаллические вещества обладают анизотропностью, т. е. свойства кристаллов изменяются в зависимости от кристаллографического направления. Поэтому при использовании кристаллических материалов в различных технологических процессах часто бывает необходимо задать ориентацию той или иной кристаллографической плоскости. Для задания нужных плоскостей используют так называемые индексы Миллера. Смысл этих индексов заключается в следующем. За систему координат принимают оси, проходящие через один из узлов решетки и параллельные трем ребрам элементарной ячейки. Эти оси называют кристаллографическими осями и обозначают ?, ?, ?.

Любую плоскость в такой системе координат обозначают AXBYCZ. Она отсекает на осях ?, ?, ? отрезки ???, OBY и OCz. Можно выбрать любую единицу измерения при рассмотрении длин отрезков ОАх, OBY и OCz, например одинаковую для всех трех осей ?, ?, ? (OAi^OB^OCi). В общем случае эти отрезки, принятые за единицу измерения, могут отличаться друг от друга, т. е.

ОА^ФОВ.ФОСх.

После выбора единицы измерения можно определить положение нужной плоскости AxByCz- Для этого вычисляют соотношение:

??? ??? OCz -— : —— : -—= mm: p.

OAx OBx OCi Если взять обратные отношения этих величин, то 1 i 1111

???]??? ' OBr/OB1 ' OCz/OCi~~ m ' ? ' ?

16

После приведения дробей I/m, l/n, ?/? к общему знаменателю получим индексы Миллера h, k, I, которые являются целыми числами.

Таким образом, произвольную плоскость AXBYCZ обозначают тремя целыми числами, представляющими собой отношения трех дробей, числители которых являются ребрами единичной грани (ОА\, OBh ОСх), а знаменатели соответствуют ребрам заданной грани (???, ???, OCz).

Если плоскость не пересекает какую-либо из координатных осей, то индекс Миллера для этой координатной оси равен нулю.

В качестве примера рассмотрим такой случай. Пусть значения т, ?, ? равны соответственно 1, 4, 2, тогда числа 1/т, 1/п, и 1/р равны соответственно 1, 1/4, 1/2 и индексы Миллера h, k, I данной плоскости равны 4, 1,2.

Обычно индексы Миллера для обозначения плоскости заключают в круглые скобки без каких-либо знаков между ними, например (121), (111), (100).

Из сказанного можно сделать вывод о том, что диагональные плоскости куба имеют индексацию (ПО), (101), (011), а грани куба—(100), (010), (001). Направления кристаллографических осей записывают с помощью индексов Миллера, заключенных в квадратные скобки. Например, ось X обозначают [100], ось У — [010], а ось 2 —[001].

§ 2.4. Германий

Существование и основные свойства германия предсказал еще в 1870 г. Д. И. Менделеев, назвав его эка-силицием. Этот элемент был открыт в 1886 г. Содержание германия в земной коре невелико (около 0,001%). Германий в ничтожных количествах (0,01 —-0,5%) содержится в цинковых рудах, угольной пыли, золе, саже и морской воде. Германий почти не имеет своих руд. Единственная руда германия — германит — содержит гораздо больше меди, железа и цинка, чем германия. Поэтому добыча германия является сложным технологическим процессом.

Германий является рассеянным веществом в силикатах, сульфидных минералах, а также в минералах, представляющих собой сульфосоли. Так, в свинцовых рудах содержание германия составляет около 10 г/т, а в иодно-колчеданных—от I до 10 г/т.

Однако имеются редко встречающиеся хминералы, в которых германий содержится в значительных количествах: аргиродит 4Ag2SGeS2 (5—7%), реньерит (до 7%) и др. Большое количество германия содержится в бурых углях (до 100 г/т).

В результате химической переработки исходного сырья получают тетрахлорид германия, который путем дальнейшего окисления переводят в диоксид германия Ge02 — порошок белого цвета. Диоксид германия затем восстанавливают в среде водорода до элементарного германия, который представляет собой порошок серого цвета

17

Окончательным товарным продуктом сложной химической переработки руд или углей и последующей термической обработки является монокристаллический германий в виде стержневидных слитков.

Германий кристаллизуется в кубической пространственной решетке типа алмаза. Этот материал принадлежит к IV группе периодической системы элементов, атомный номер 32, обладает характерным блеском. Температура плавления германия 937°С. Плотность твердого германия при комнатной температуре 5,35 г/см3. При плавлении плотность скачкообразно увеличивается примерно на 4,7%, т. е. до 5,57 г/см3, что связано с изменением межатомного расстояния при переходе германия из твердого состояния в жидкое. Температура кипения германия при давлении 105 Па равна 2700°С. Давление насыщенных паров при температуре 1000°С составляет 0,13 Па, при 1200°С—1,3 Па, при 1400°С — 13 Па и при 1600°С— 133 Па.

В твердом состоянии германий — типичный ковалентный кристаллический материал. Он очень тверд и хрупок, поэтому механическая обработка его затруднена, а на токарных, сверлильных и фрезерных станках вообще невозможна.

Кристаллический германий химически устойчив на воздухе при комнатной температуре. При температуре свыше 600°С он окисляется до диоксида германия Ge02. Вода на германий не действует. Он устойчив к кислотам: в соляной, азотной и в холодной серной кислоте не растворяется.

Активно растворяют германий при комнатной температуре царская водка, раствор перекиси водорода, различные травители (смеси кислот). В растворах кипящих щелочей КОН и NaOH германий хорошо растворяется, а в холодных—мало растворим. Однако добавление в растворы щелочей перекиси водорода приводит к возрастанию растворимости германия. В расплавленных щелочах германий быстро растворяется с образованием растворимых в воде германитов. Расплавленные углекислый и азотнокислый натрий также быстро растворяют германий с выделением соответствующего газа.

Расплавленный германий при температуре 1000—1100°С реагирует с водородом с образованием летучих веществ типа GeH^ GeH6 и др.

С хлором порошок германия взаимодействует уже при комнатной температуре, а гранулированный германий — при 180°С. При слабом нагреве германий реагирует с бромом. Сероводород при температурах ниже 200°С не взаимодействует с германием. Только при более высоких температурах, когда начинается диссоциация сероводорода, германий активно реагирует с серой с образованием моносульфида. Сернистый газ при температуре 500°С взаимодействует с германием с образованием диоксида и дисульфида германия.

Германий даже при очень высоких температурах практически не растворяет углерод. При температуре плавления растворимость углерода в германии составляет около Ю8 ат/см3. При нагревании

18

до 1500°С германий не взаимодействует с кварцем. Поэтому в полупроводниковой технологии широкое использование нашли кварцевые и графитовые тигли, кассеты, контейнеры и другие изделия.

Основными соединениями германия являются диоксид, оксид и тетрахлорид германия.

Рассмотрим основные марки германия, используемые для изготовления различных классов полупроводниковых приборов.

Германий монокристаллический марок ГДЗ, ГДГЗ, ГЭСЗ, ГДСЗ представляет собой слитки германия, легированного золотом, галлием, сурьмой.

Германий выпускается с электропроводностью дырочного и электронного типа. Марки германия расшифровываются так: первая буква означает германий (Г); вторая буква —тип проводимости (Д —дырочный, Э —электронный), третья и четвертая буквы соответствуют легирующей примеси (3 —золото, Г —галлий, С — сурьма). Цифра, стоящая после букв, указывает удельное сопротивление. Слитки германия производят диаметром от 20 до 35 мм и длиной от 30 до 80 мм. Германий марки ГДЗ-0,7 имеет дырочную электропроводность, удельное сопротивление 0,7 Ом-см, плотность дислокаций 5-Ю3 см-2 и концентрацию золота 4-Ю15 см~3. Германий марки ГДЗ-0,6 имеет удельное сопротивление 0,6 Ом-см, плотность дислокаций 103 см~2 и концентрацию золота 5-Ю15 см-3. Германий марки ГДГЗ-3 легирован галлием и золотом и имеет удельное сопротивление 3 Ом-см, .а концентрацию золота 3,5 -1014 см-3. Германий с электронной электропроводностью выпускается двух марок: ГЭСЗ-0,16 и ГЭСЗ-0,2. Эти материалы имеют удельное сопротивление 0,16 и 0,2 Ом-см соответственно, концентрацию золота 4-Ю15 см-3 >и время жизни неосновных носителей заряда 4-Ю-3 мкс.

Высокоомный германий с дырочной электропроводностью выпускается четырех марок: ГДСЗ-1014, ГДСЗ-4-1014, ГДСЗ

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

Скачать книгу "Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем" (3.82Mb)


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

 

 

Реклама
земля чесноково
точечные светильники светодиодные потолочные встраиваемые
детские полки и шкафы для школы
плитка керамическая склады

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
(23.03.2017)