Использование кремния и германия как полупроводников

Хорошими полупроводниковыми термометрами вплоть до очень низких температур являются термометры из германия, кремния и угля. Сопротивление германия и кремня при низких температурах слишком велико, что затрудняет их использование. Введение небольшого количества примесей в полупроводник повышает концентрацию носителей электрических зарядов. Так, например, германий, содержащий 0,0005 ат.% 1п, оказывается хорошим термометром для температур ниже 20° К. Как показано на фиг. 4.9, кривые зависимости сопротивления от температуры для полупроводников резко отличаются от аналогичных кривых для чистых металлов. [c.155]

Использование кремния и германия как полупроводников. Чистые кремний и германий используются не только для изготовления высококачественных диодов и триодов (гл. IX), но и мощных выпрямителей, фотосопротивлений, фотоэлементов с запирающим слоем и с высоким коэффициентом полезного действия. Кремниевые фотоэлементы, соединенные группами, образуют батареи, которые могут превращать солнечную энергию прямо в электрическую (к.п.д. до 15%). Такие солнечные батареи устанавливаются на искусственных спутниках Земли и космических кораблях. Создание экономически рентабельных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую сулит широчайшее внедрение их в народное хозяйство, так как солнечная энергия неисчерпаема, а к.п.д. фотоэлектрических преобразователен, как предсказывает теория, может быть доведен до 25% (к.п.д. использования солнечной энергии растениями менее 1%). [c.296]

Кремний и германий как полупроводники используются, главным образом, для изготовления выпрямителей (диоды) и усилителей (триоды), которые широко применяются в радиотехнических конструкциях, электронных вычислительных машинах и т. д., а также в приборах, построенных на основе использования термоэлектрического эффекта в термисторах, термосопротивлениях. [c.96]

Наиболее перспективными веществами для детекторов представляются кремний, теллурид кадмия и некоторые другие полупроводники с шириной запрещенной полосы более 1,2 эВ. Малая плотность кремния затрудняет его использование для регистрации у-квантов. Однако монокристаллы любого из полупроводниковых соединений в настоящее время сильно уступают по совершенству монокристаллам германия и кремния. Поэтому возможно, что в ближайшие годы детекторы из полупроводниковых соединений будут уступать по разрешающей способности германиевым и кремниевым. [c.520]

Осуществление метода на практике происходит следующим образом. После декорирования напыляется сплошная угольная пленка. Эту пленку отделяют вместе с прилипшими декорирующими кристалликами и изучают в электронном микроскопе. С помощью этого метода исследуют некоторые щелочные галогениды, а в последнее время также силикаты со слоистыми структурами (слюда, каолинит). При использовании специальной техники эксперимента удалось также осуществить декорирование серебра, меди и полупроводников (кремния и германия). В качестве напыляющего материала для ионных кристаллов особенно пригодными оказались золото (метод декорирования золотом), платина и палладий. Так же могут быть использованы и другие металлы или ионные соединения. [c.350]

Эта последняя характеристика важна в связи с тем, что общепринятые металлургические методы очистки и получения монокристаллов кремния и германия в последней стадии основаны на использовании различия в составах соприкасающихся твердой и жидкой фаз вещества при кристаллизации и оттеснении примесей от фронта кристаллизации [37—39]. Граница раздела твердой и жидкой фаз вещества, на которой растет кристалл, перемещается. Но это перемещение происходит с такой малой скоростью, что условия на фронте кристаллизации близки к равновесным. Поэтому процесс может изучаться с помощью диаграмм плавкости двухкомпонентных систем, где один компонент — полупроводник, а второй — примесь. [c.60]

Химическое травление применяют также и для матирования или полирования поверхности полупроводника. Применительно к германию и кремнию химическое травление основано на использовании сильных окислителей в смеси с веществом, растворяющим окислы по мере их образования. Сильными окислителями являются азотная кислота или перекись водорода. Для растворения окислов используют плавиковую кислоту. [c.25]

Для изучения химических реакций в твердых телах были проведены химические исследования на высокочистых полупроводниковых материалах [1]. Движения атомов в полупроводниках важны не только в связи с технологическим использованием методов диффузии для образования контактов в полупроводниковых устройствах, но также и потому, что чистые и почти совершенные полупроводниковые кристаллы являются особенно хорошей средой для изучения взаимодействия примесей и зависящих от диффузии реакций в твердой фазе. При изучении химических взаимодействий между примесями было показано, что можно использовать германий и кремний в качестве среды для наблюдения в очень разбавленных твердых растворах разнообразных химических явлений, обычно связанных с водными или другими жидкими растворами. Аналогия с водными растворами хорошая, так как и полупроводник, и вода при обычных температурах являются слабо ионизованными средами, причем при ионизации электроны и дырки образуются в полупроводнике так же, как водородные и гидроксильные ионы в воде. Электронно-дырочное равновесие и закон действия масс можно непосредственно применить к таким проблемам, как растворимость примеси, находящейся в равновесии с внешней фазой, ионизация примеси и распределение ее между различными местами кристаллической решетки соединения, таким же способом, который обычно используют для расчетов кислотно-щелочного равновесия, действия общего иона и т, д. Образование ионных нар в полупроводниках было детально и количественно изучено твердое вещество является отличной средой для проведения таких исследований вследствие его чистоты, отсутствия осложнений, вызываемых, например, эффектом гидратации и возможностью легко и независимо варьировать концентрации взаимодействующих ионов. [c.44]

Современные электронные счетно-решающие и управ-ляюш,ие устройства немыслимы без использования полупроводниковых приборов. Кристаллические диоды и триоды по сравнению с вакуумными приборами потребляют значительно меньше электрической энергии, обладают большой механической прочностью, малыми габаритами. Поэтому они стали быстро вытеснять недостаточно экономичные электронные лампы. Бурное развитие физики полупроводников, транзисторной техники, а также все большее использование при изготовлении приборов электрохимических и химических операций дало сильный толчок к изучению электрохимических свойств полупроводниковых материалов. Первые исследования в этой области были проведены в 1952—1954 гг. За последуюш,ие несколько лет в литературе опубликованы десятки работ, посвященные электрохимии германия и кремния и в первую очередь установлению характера зависимости кинетики электродной реакции от полупроводниковых свойств электрода. [c.5]

Использование кремния и германия как полупроводников. Чистые кремний и германий используются не только для изготовления высококачественных диодов и триодои, но и мощных выпрямителей, фотосопротивлений, фотоэлементов с запирающим слоем и с высоким коэффициентом полезного действия. Кремниевые фотоэлемен- [c.368]

Получение и очистка 1фемния. Кремний как полупроводник открыт и использован раньше германия. Со времени создания германиевого транзистора (1948 г.) применение кремния приостановилось, так как германий получить в чистейшем виде гораздо проще, чем кремний. Однако с конца 50-х годов кремний становится ведущим полупроводниковым материалом благодаря открытию бестигельной зонной очистки кремния (1958 г.). В настоящее время кремний—самый главный полупроводниковый материал как для создания дискретных приборов, так и в области микроэлектроники. [c.103]

В годы второй мировой войны в связи с потребностями радиолокационной техники были разработаны детекторы из германия и кремния. Исследование этих полупроводниковых материалов привело американских ученых Бардина и Браттейна в 1948 г. к созданию транзистора, теория которого была разработана В. Шокли. С этого времени начинается промышленный выпуск многих типов полупроводниковых приборов и, в первую очередь, диодов,, усилительных триодов, мощных выпрямителей, индикаторов излучения, а также преобразователей световой и тепловой энергии в электрическую. За последние годы на основе полупроводников созданы магниточувствительные приборы, измерители механических деформаций, излучатели света и в том числе квантовые генераторы — лазеры, позволяющие получать направленный луч света высокой интенсивности. Одним из весьма перспективных направлений является использование полупроводников в качестве управляемых катализаторов химических реакций. [c.10]

Галлий используют для легирования германия и кремния и для получения полупроводниковых соединений. Интерметаллические соединения галлия (ОаАз, ОаЗЬ и ОаР) сохраняют свойства полупроводников при повышенных температурах, что обеспечивает их использование в высокотемпературных термоэлементах [II16, 1117]. [c.10]

Заключение. В настоящем обзоре мы попытались представить в систематизированном виде данные по влиянию изотопического состава на различные свойства твёрдых тел — на постоянные кристаллической решётки, упругие свойства, фононы и другие возбуждения кристаллической решётки, на электро- и теплопроводность, на электронную структуру металлов и полупроводников и на фазовые превращения. В большинстве случаев изотопические эффекты малы, но есть обратные примеры, когда, как правило в изотопических смесях, изотопы оказывают сильное влияние на свойства твёрдых тел. Замечательным примером такого изотопического эффекта служит значительное (иногда в десятки раз) подавление теплопроводности диэлектриков и полупроводников. Исключительно высокая теплопроводность изотопически чистых полупроводников имеет хорошие перспективы использования в технике в тех случаях, где имеются большие тепловые нагрузки, например, в алмазных монохроматорах для синхротронного излучения [244] и в микроэлектронике [189, 190]. С точки зрения приложений изотопы кремния и германия находят применение для нейтронного трансмутационного легирования полупроводников [10,245]. Исследуются возможности использования изотонически обогащённого монокристалла кремния для точного определения числа Авогадро [58,59] с целью замены эталона килограмма. [c.95]

Впервые 3. п. была применена в связи с необхо-ди.мостью глубокой очистки таких полупроводниковых элементов, как германий и кремний, к-рые к то.му же требовалось получить в монокристаллич. виде. Зате.м этот метод был использован для очистки других элементов и соединений, нашедших применение в полупроводниковой технике. В пастоящее время для удовлетворения потребносте электро- и радиотехники, атомной энергетики и других областей науки и произ-ва применение 3. п. значительно расширилось. Почти для всех полупроводников и металлов, а также многих неорганич. и органич. соединений 3. п. позволила успешно вести очистку от примесей. [c.61]

Реакции восстановления летучих галидов водородом находяг широкое применение в различных областях современной техники. Они используются для выраш ивания эпитаксиальных монокри-сталлических пленок германия и кремния [1—4], легированна полупроводников необходимыми примесями [1, 2, 5], получения сплавов и соединений галидообразующих элементов [1, 6, 7]. Имеются сообщения об использовании этих реакций при изготовлении изделий и конструкций из тугоплавких металлов [8, 9]. Они находят применение и при получении особо чистых элементов бора [10], галлия [И], олова [12], мышьяка [13, 14], сурьмы [15], висмута [15], молибдена [16], вольфрама [17, 18]. [c.55]

Наиболее полные исследования эффекта Холла были выполнены на элементарных полупроводниках германия и кремния. Содержание электрически активных примесей в этих материалах много меньше 10 %, и поэтому применение многих других методов анализа затруднено. Полный анализ с использованием эффекта Холла включает точные измерения при различных температурах [17]. В благоприятных случаях темнературные изменения концентраций носителей тока обеспечивают энергию ионизатщи примесей, что позволяет идентифицировать эти примеси. Однако для целей неизбирательного анализа нет необходимости исследовать температурные изменения, усложняющие измерения. [c.386]

В середине 50-х годов возникла новая область электрохимии — электрохимия нолунроводников. Ее быстрое развитие связано с подъемом полупроводниковой радиоэлектроники. В производстве германиевых и кремниевых приборов находят применение электрохилгаческие методы обработки поверхности. С другой сто])оны, использование полупроводников в качестве электродных материалов представляет интерес для теоретической электрохимии, так как позволяет исследовать связь между электронной структурой твердого тела и его электрохимическими свойствами. Пионером в деле развития п нашей стране электрохимии германия и кремния является Е. Л. Ефимов. [c.169]

Описанные способы инъекции дырок для локализации анодного растворения применяются только для полупроводника п-типа. На рис. 93 аоказано приспособление, принцип действия которого основан на использовании омического сопротивления для местного травления германия или кремния р-типа 2. [c.165]

В последнее время появились работы [81—83], показывающие возможность использования МОС для получения элементарных полупроводников эпитаксиальных структур германия и кремния. Эпитаксиальные слои германия [83] были получены термическим разложением тетраэтилгермания при 820° С. Ток газа-носителя (смесь аргона с водородом в соотношении 1 1) пропускали через испаритель при температуре 0—20° С со скоростью 35—150 M J/MUJI. Получены поликристаллические пленки на вольфраме и эпитаксиальные слои, ориентированные в плоскости (111), на германиевых подложках. По данным электронной микроскопии, углерод как в поликристаллических пленках, так и в эпитаксиальных слоях практически не обнаруживается и его количество в пленках не выше, чем в германиевой подложке. [c.415]

Платиновые терморезисторные термометры обладают высокой точностью 0,02, но больщой постоянной времени 1...2 с. Значительно мшзшш постоянней вршени 20 мс и высокой чувствительностью обладают полупроводниковые терморезисторы - термисторы на основе германия, кремния, титаната бария и т.п. Временное разрешение можно увеличить использованием напыления полупроводников на кварцевую основу. Но невысокая стабильность не дает возможности рекомендовать термисторы для динамических исследований в широком диапазоне изменения основных параметров потока. [c.41]

Новейшее развитие радиоэлектроники и широкое использование ее б различных областях техники предусматривают самое широкое применение полупроводниковых металлических материалов и, в частности, германия и кремния. Возможность получения совершенных полупроводниковых приборов, отвечающих запросам современной техники, О Пределяется не только исходными электрическими свойствами материала полупроводников, но в большей степени зависит также и от их поверхностных свойств. Например, выбранная технология обработки поверхности при изготовлении п()лу]1роводниковых приборов (хи лическое травление), а также после-лующпе воздействие на поверхность полупроводникового прибора окружающей атмосферы заметно изменяют и его электрические свойства. Успешно-е разрешение вопроса о получении полупроводников с заданными стабильными свойствами в значительное мере определяется уточнением роли физико-химического коррозионного воздействия внешней среды (травильного раствора или атмосферы) на полупроводниковые свойства этих материалов. [c.584]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология