Изучение окисленной поверхности кремния

Изучение пористости пленок ЗЮ на кремнии. Пленки ЗЮ , используемые в технологии полупроводниковых приборов, не должны содержать сквозных пор. Неудовлетворительная сплошность пленок часто является причиной технологического брака. Макродефекты структуры пленки обычно представляют собой поры, образую-ш,иеся при несовершенном росте окисла, границы кристаллов (если стеклообразная пленка склонна к рекристаллизации) микротрещины, формирующиеся из-за несоответствия коэффициентов термического расширения подложки и пленки. Последние два вида макродефектов встречаются на относительно толстых пленках и могут быть устранены изменением технологического режима. Причиной порообразования могут быть определенные виды загрязнений и структурных дефектов на исходной поверхности кремния. Часто поры могут образовываться за счет окклюзии (захвата) газов, а также при слиянии точечных дефектов (вакансий) в кластеры. Наличие пор в значительной мере осложняет использование оксидной пленки в качестве маскирующего покрытия (поскольку поры являются каналами диффузии) и для изоляции (вследствие возможных замыканий алюминиевой разводки на тело прибора). Как пассивирующее покрытие пленка также непригодна, потому что при этом не обеспечивается герметичность структуры. [c.122]

Уже было показано, что свойства поверхности кремнезема, обусловленные примесными атомами, в случае появления их на поверхности в результате диффузии из объема во время обработки при высокой температуре в вакууме и при нанесении окисла на поверхность чистого кремнезема, различаются. Установить соответствие между спектрами поверхностных структур кремнеземов, содержащих примесные атомы, и спектрами объемных соединений пока не удалось. Однако инфракрасные спектры объемных окислов также указывают на различие свойств индивидуальных и смешанных окислов. Так, установлено, что спектр колебаний объема алюмосиликатного катализатора указывает на отличие его структуры от структуры исходных окислов [74]. Изучение фазового состава ряда смешанных окисных катализаторов на основе окиси кремния методом инфракрасной спектроскопии показало, что эти катализаторы являются соединениями переменного состава [75]. Эти катализаторы имеют свои спектры поглощения, отличающиеся от спектров исходных компонентов и их механической смеси. Это находится в соответствии с различной координацией алюминия в смеси и в алюмосиликатном катализаторе. [c.217]

Следовательно, отбору и подготовке пробы необходимо уделять максимум внимания, ибо без этого применение даже самых совершенных способов и приемов анализа на самом современном оборудовании может дать совершенно ложный результат. Непосредственное выполнение анализа начинается с момента правильного пробоотбора и качественной подготовки отобранного материала к анализу. Правила выполнения этих операций обычно устанавливают только после изучения конкретных свойств анализируемых объектов. Рассмотрим, например, пробоотбор в условиях работы плавильной печи. В нее загружено 10—30 т сырья на алюминиевой основе. Это сырье сравнительно легкоплавкое, характеризуемое малым удельным весом. Если для получения сплава определенного состава в этот жидкий металл вводят более тугоплавкую присадку с большим удельным весом (медь, марганец и пр.), то она осядет на дно ванны. Поскольку температура металла недостаточна для расплавления присадки, она медленно будет распространяться по составу сплава. Если отбор пробы выполнить преждевременно при плохом перемешивании расплава, то состав пробы не отразит средний состав металла в печи. Если металл слить, то в начальный период разлива с нижнего объема ванны пойдет металл, обогащенный до 8—12% присадкой вместо расчетных 7%, а к концу разлива (когда сливается уже верхний обьем) концентрация его будет ниже нормы (порядка 4—5%). Если разлив выполнять начиная с верхнего объема, картина станет обратной. Разлив металла в обоих этих случаях отразит эффект расслаивания компонентов по удельному весу. Аналогичное явление наблюдается и при добавках в этот сплав более легкого по удельному весу кремния, который всплывает на поверхность ванны и окисляется. За [c.140]

При изучении различных реакций органических соединений на алюмосиликатных катализаторах обнаружена специфичность каталитических свойств алюмосиликатов по сравнению со свойствами исходных окислов. Известно, что реакции полимеризации, алкилирования, крекинга и другие, идущие с изменением углеродного скелета, ускоряются алюмосиликатными и другими кислотными катализаторами, но не ускоряются чистыми окислами алюминия и кремния. Для реакции крекинга и перераспределения водорода установлен максимум активности от состава катализаторов. Однако реакция дегидратации спиртов существенно отличается от реакций углеводородов тем, что при дегидратации активность этих катализаторов не обусловлена их кислотностью и не наблюдается максимума активности от состава. Окись алюминия, неактивная для превращения углеводородов, проявляет наибольшую активность в реакции дегидратации спиртов. Это обстоятельство указывает на то, что механизм действия и природа активных центров для реакции дегидратации спиртов отличаются от таковых в случае превращения углеводородов. В связи с этим изучение химических свойств поверхности окисных катализаторов и сопоставление их с каталитическими данными (алюмосиликатов и исходных окислов) представляют большой интерес для теории катализа. [c.905]

Оборудование для научных исследований. Использование космического вакуума в разнообразных экспериментах на борту космического аппарата представляет большой научный и практический интерес для исследования физических свойств поверхности твердого тела, изучения химического состава поверхностей с помощью Оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и пр. С этой целью создано различное экспериментальное оборудование. Так, в условиях полета космического аппарата Скайлэб-1У с помощью специальной установки бьши созданы и изучены плавающие зоны для очистки и выращивания монокристаллов химически активных веществ, таких как вольфрам и кремний. Позднее с помощью плавающих зон были выращены монокристаллы тугоплавких окислов. [c.69]

Изучение состава микрозагрязнений в реактивных топливах, начиная от нефтеперерабатывающего завода до топливо-регули-рующей аппаратуры двигателей показало, что микрозагрязнения всегда состоят из трех основных компонентов твердой неорганической части, включающей продукты коррозии железа и минеральные примеси, органической смолистой части и воды. Особо важная роль в процессах формирования микрозагрязнений принадлежит смолам и воде [109. Эти компоненты относятся к наиболее поверхностноактивным веществам, содержащимся в топливе. Твердые микрочастицы, представленные окислами железа, кремния, магния, кальция, натрия и алюминия, относятся к разряду природных сорбентов и обладают абсорбционной способностью по отношению смол немного меньшей, чем синтетический активированный силикагель. При попадании в топливо они адсорбируют на своей поверхности наиболее активные компоненты топлив— смолы и воду с образованием поверхностных смолистых и водных адсорбированных слоев. За счет этих слоев при соударении микрочастиц происходит их коагуляция с образованием крупных агрегатов, выпадающих в осадок [110]. [c.33]

Таким образом, в изданных к настоящему времени монографиях работы последних 5—7 лет не рассмотрены. Вместе с тем именно за эти годы инфракрасная спектроскопия поверхностных соединений и адсорбционных комплексов развилась особенно сильно и выявились перспективы ее количественных применений в комплексе с другими методами. Эти особенности развития инфракрасной спектроскопии авторы старались учесть в настоящей книге, посвященной исследованиям методом инфракрасной спектроскопии химии поверхности и адсорбции окислами кремния и алюминия, аморфными алюмосиликагелями, а также кристаллическими пористыми алюмосиликатами — цеолитами. Таким образом, в книге рассмотрено сравнительно небольшое число окислов — окись кремния и алюминия, а также некоторые их аморфные и кристаллические соединения. Эти адсорбенты — аэросилы, аэросилогели (силохромы), силикагели, пористые стекла, алюмогели, алюмосиликатные катализаторы и различные катионированные и декатионированные цеолиты — весьма важны как для изучения взаимодействий при молекулярной адсорбции и хемосорбции, так и для практического использования в аналитической и препаративной хроматографии, в адсорбционных разделениях, в частности в осушке, в катализе и многих других важных областях технологии. [c.8]

Для изучения поверхностей электродов в последние годы использовались три основных оптических метода эллипсометрия, спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения на поверхностях полупрозрачных пленочных электродов или на поверхностях проводящих стекол или окислов и спектроскопия зеркального отражения. Другие оптические методы основаны на абсорбции в пористых структурах из двуокиси кремния или глинозема с металлическим покрытием (ср. с поверхностью раздела газ - твердое тело [ 38]) с использованием подходящих растворителей, прозрачных для ИК-излучения в определенной области длин волн, а также на оптических исследованиях растворов, находящихся в равновесии с поверхностью, в качестве основы для определения in situ количества вещества, адсорбирующегося на большой поверхности электрода при соответствующем контроле по потенциалу или по току [39, 40]. [c.399]

Природа и свойства носителя существенно влияют на эффективность акцептора. При изучении дегидрирования к-бутана в присутствии окислов натрия и марганца было установлено, что селективность реакции, зависящая от эффективности связывания HI, возрастает с увеличением пористости и уменьшением удельной поверхности носителя [158, 162]. При нанесении NagO на высокопористый носитель в образующемся иодиде натрия ослабляется связь Na—I, что облегчает регенерацию иода [164]. В последнее время в качестве носителей для окисей и гидроокисей калия и натрия широко используется алюмосиликат. Акцепторы, нанесенные на алюмосиликат, обладают высокой механической прочностью, а наличие в их составе кислых окислов кремния облегчает окисления KI и Nal [166, 175]. Как показали рентгенофазовые исследования, акцепторы этого типа представляют собой соединения МедО [c.152]

Наибольшее распространение приобрел пиролиз для осаждения защитных пленок из окислов кремния и алюминия. Хорошо изучены реакции разложения алкоксисиланов, особенно тетраэтокси-силана. К наиболее ранним исследованиям этого процесс а относятся работы по -изучению возможностей получения прозрачных защитных пленок на поверхности металла [168, 169]. [c.38]

Из небольшого количества исследований процесса растворения германия большинство работ посвящено изучению скоростей растворения и почти не касается механизма происходящих реакций Существуют две теории саморастворения германия и кремния химическая и электрохимическая. Согласно первой теории" , процесс происходит в две стадии — окисление германия (кремния) и растворение образующегося окисла скорость каждой из двух стадий рассчитывается с точки зрения теории абсолютных скоростей реакции. Согласно второй теории, процесс саморастворения происходит по электрохимическому механизму . Поверхность электрода энергетически неоднородна, поэтому на ее микроучастках возможно одновременное протекание противоположно направленных сопряженных электрохимических реакций анодной — перехода атомов полупроводника в раствор в виде ионов, и катодной — какого-либо восстановительного процесса (например, восстановления HNOз или Н2О2). Суммарная скорость всего процесса в этом случае определяется скоростью наиболее медленной реакции. [c.135]

Кремний растворяется в растворах гидроокиси калия или гидроокиси натрия и в смеси азотной и плавиковой кислот. Изучение механизма сопряженных электрохимических реакций в растворах гидроокиси калия показало, что для р- и л-типов кремния скорость саморастворения практически совпадает, т. е. процесс не зависит от типа проводимости кремния . На анодных участках протекает реакция растворения кремния с образованием SIO2 на катодных — процесс выделения водорода. Наиболее вероятно, что катодная реакция связана с захватом электронов непосредственно из валентной зоны полупроводника. Освобождающиеся при этом дырки во много раз ускоряют анодную реакцию. В пользу электрохимического механизма растворения кремния свидетельствует также влияние анодной и катодной поляризации на скорость саморастворения. Подача анодного потенциала на кремний резко снижает скорость саморастворения, оказывая тормозящее влияние на сопряженную катодную реакцию выделения водорода. В то же время на анодных участках резко возрастает скорость образования SIO2, которая не успевает растворяться в электролите и покрывает поверхность электрода. При подаче катодного потенциала скорость растворения кремния возрастает. При этом заметно облегчается катодная реакция, а также частично восстанавливаются трудно удаляемые с поверхности окислы кремния. Таким образом, в растворах КОН для кремния наблюдается такое же явление, как для алюминия и магния, скорость коррозии которых увеличивается при подаче отрицательного потенциала, т. е. имеет место отрицательный защитный эффект . Саморастворение кремния в кислых растворах изучалось Тарнером . Если считать, что кремний переходит в рас- [c.142]

Исследования кинетики иэмельчения ряда металлов — титана, никеля — и карбидов циркония, ниобия и кремния, а также окислов алюминия и циркония в среде этилового спирта были проведены Августиником, Вигдергаузом, Гропяновым и Дроздецкой [136] (для изученных ими материалов, как и для кальцита (см. гл. II), этиловый спирт частично или даже полностью предотвращает агрегацию). Измельчение производилось в вибрационной мельнице с частотой колебаний 1500 в минуту и амплитудой 3,5 Л1М. Удельная поверхность измерялась по воздухопроницаемости при низких давлениях прибором Дерягина и методом низкотемпературной адсорбции азота. Оба метода дали удовлетворительно согласующиеся между собой значения удельных поверхностей. [c.176]