Кремний, диффузия в меди

Рассмотрим еще один пример диффузии в твердом теле, убедительно иллюстрирующий рассмотренный выше механизм. В германии и кремнии диффузия меди происходит по диссоциативному механизму, так как медь распределяется между узлами и междоузлиями, причем диффузия по междоузлиям происходит на много порядков быстрее, чем по нормальным узлам. Запишем уравнение распределения [c.114]

Диффузия углерода в железо, кремния в медь. алюминия в медь [c.98]

Толщину покрытий можно регулировать, изменяя температуру расплавленного металла и время пребывания покрываемого изделия в ванне. К недостаткам метода нанесения горячего покрытия относятся сравнительно большой расход цветных металлов, неравномерность покрытия, а также довольно большая толщина защитного металлического слоя. При алюминировании стали из расплава покрытие состоит из диффузионного слоя, непосредственно прилегающего к стальной основе и наружной зоны, в основном состоящей из алюминия. Переходный диффузионный слой отличается повышенной хрупкостью и твердостью, отрицательно влияющими на способность покрытия к деформации. Свойства покрытия и его сцепление с основой зависят от толщины и фазового состава диффузионного переходного слоя. Для снижения толщины и замедления скорости роста промежуточного слоя применяют добавки, уменьшающие диффузию. К наиболее благоприятным добавкам относятся кремний, медь и бериллий, введение которых позволяет уменьшить толщину переходного слоя более чем на 50%. [c.79]

Контактную массу помещают в контактные трубки из стекла, фарфора, стали, меди и т. п., для обогрева которых предусмотрены специальные бани или электрообогрев. Важным фактором является регулирование температуры, от которой в значительной степени зависит выход и состав продукта реакции. При применении реактора с неподвижной контактной массой очень трудно обеспечить тесное соприкосновение газообразных компонентов реакции со всей поверхностью контактной массы. Это особенно заметно при использовании порошкообразной контактной массы, в которой образуются каналы. Через эти каналы проходит органический галогенид, вследствие чего реакция в них протекает очень быстро и происходит перегрев контактной массы. На остальных участках контактной массы, куда органический галогенид поступает только в результате диффузии, реакция не протекает. Значительным улучшением этого способа является применение формованной контактной массы, вследствие чего органический галогенид равномерно проходит через нее в течение всего времени реакции, причем кремний расходуется постепенно и равномерно. Органический галогенид вводится в контактную трубку в газообразном виде. Если в реакционную камеру вводят газ, например водород, инертный газ, галоген или галоидоводород, то перед вводом в контактную трубку его смешивают с органическим галогенидом. Если органический галогенид представляет собой жидкость, то его подают в испаритель. Скорость испарения и давление паром органического галогенида регулируют путем регулирования температуры испарителя. Добавляемый газ в этом случае выполняет функцию переносчика органического галогенида. Продукты реакции охлаждаются рассолом или водой. Непрореагировавший галогенид очищают и вновь вводят в цикл. [c.75]

В последнее время значительное внимание уделяется исследованию процессов самодиффузии и диффузии примесей в полупроводниках — германии и кремнии. Характерна аномально большая скорость диффузии лития, меди и никеля в германии ( 10 см /сек при 800°), приближающаяся к скорости диффузии в жидкостях. Наблюдая движение меченых ионов меди в электрическом поле, а также изучая электрические свойства германия, легированного медью, удалось, например, показать, что в области умеренных температур медь перемещается в германии в форме отрицательных ионов, чему соответствует очень малая скорость диффузии (8-10" см /сек при 500°). В области высоких температур (800—900°) медь перемещается в форме положительных ионов [14]. [c.743]

Сопоставление результатов анализа показывает, что чистота гидридного германия по таким примесям, как магний, хром, кобальт, никель, медь, цинк, ванадий и кремний, значительно выше. Содержание этих примесей в промышленном германии можно объяснить диффузией их из материала контейнера в германий Материалом контейнера обычно служит графит. В работе [6] показано, что во всех пробах графитовых тиглей, применяемых в про- [c.136]

Поэтому чистый алюминий используются только для формирования тонких (меньше 30 нм) зародышевых и смачивающих слоев, а для остальных целей применяются пленки сплавов алюминия, из которых особенно часто используются сплавы А1 — 1% Si — 0,5% Си = Al[Si, u] и Al — 0,5% Си = А1[Си] [12]. Добавка кремния в алюминиевый сплав препятствует процессам диффузии и растворения атомов кремния из /з-/2-переходов в алюминии при его осаждении в контактные окна ИМС, а добавка меди способствует повышению стойкости к процессу электромиграции. [c.172]

Введение примесных атомов в готовый кристалл осуществляют тремя способами. Наиболее часто кристалл приводят в контакт с другой, фазой (твердой, жидкой или газообразной), содержащей необходимые примеси, которые затем проникают в кристалл благодаря диффузии. Скорость диффузии примесных атомов в твердой фазе, как правило, мала, поэтому для достижения гомогенного распределения примесей может потребоваться много времени, особенно если размеры кристалла велики. Поэтому указанный метод применяют главным образом при исследовании мелкозернистых порошков и тонких монокристаллов, т. е. в тех случаях, когда время диффузии не столь уж велико, поскольку не слишком мал коэффициент диффузии, или не очень велико расстояние, которое должны преодолеть атомы при дн4)фузии. Например, монокристаллы сульфида кадмия легируют медью или серебром путем продолжительного нагрева их при 950° [811 в порошке сульфида кадмия, содержащем медь или серебро. Медь в монокристаллы германия вводят нагреванием их в контакте с жидким сплавом, содержащим медь [82]. Для легирования кремния литием в подобном случае использовался металлический литий, точнее сплав лития с кремнием [831. Легирование фосфором осуществляют путем нагревания кристаллов в парах фосфора [841, медь и никель для введения в сульфид свинца электролитически осаждают на поверхности кристаллов PbS, которые затем в течение нескольких часов прогревают при 500° [851. Аналогичную методику применяли для легирования арсенида галлия медью [861. [c.28]

Как указывал Пеннинг (частное сообщение), априори не следует, что образование новой фазы вблизи дислокаций подчиняется этому требованию. Так, например, было замечено [17], что в кремнии медь не образует винтовую структуру вдоль дислокаций, а образовавшаяся фаза состоит из изолированных частиц, расположенных на одинаковых расстояниях вдоль дислокаций, при этом длинная ось частиц расположена под некоторым углом к дислокации. Рост такого скопления отдельных частиц вдоль вытянутого цилиндра можно объяснить только быстрой диффузией примесных атомов по дислокации. [c.570]

Зависимость (XX.8) при п = /г, описывающая образование глобулярных фаз, наблюдалась для выделения лития в кремнии, не содержащем кислорода [22]. Начальный ход этой зависимости при п = /г, за которой следует участок СП = , был обнаружен для лития в германии [23] значение п = 1 в широкой области изменения /, указывающее на образование новой фазы вблизи дислокаций, наблюдалось при выделении меди и никеля в германии [24, 25] и индия в 7пО [21]. Если известен коэффициент диффузии N в, то плотность дислокации ТУ с можно определить по величине г, и наоборот, зная Ыа можно найти О. [c.571]

По-видимому, для локального действия меди на поверхностные атомы кремния, то есть для обеспечения синтеза диметилдихлорсилана и, вероятно, других диорганодихлорсиланов, не обязательно присутствие -фазы или другого интерметаллического соединения кремния с медью. При наличии высокоактивной и развитой поверхности меди (с учетом аномально высокой скорости диффузии атомов меди в кристалле кремния) для проявления локального эффекта может быть достаточным образование промежуточного соединения кремния с медью типа поверхностного соединения. Образование Т(-фазы является предельным случаем. [c.45]

В рассмотренных выше теориях предполагалось, что скорость образования новой фазы определяется диффузией, а эффекты, сопровождающие протекание реакции, являются незначительными. Осложнения возникают в связи с тем, что сама диффузия может быть более сложным процессом, включающим и другие стадии. 0 в действительности наблюдается при диффузии меди и никеля в германии и кремнии, которые перемещаются в кристалле по механизму диссоциативной диффузии [26, 27]. В то время как основная часть меди, присутствующая в качестве Сиее, фактически неподвижна, медь, находящаяся в междоузлиях СиГ, может быстро диффундировать. Однако реакция, по которой образуется Си , требует затраты энергии и, таким образом, оказывается относительно медленной стадией процесса [c.571]

Физико-химические факторы, определяюш ие адсорбцию SI I4, подробно изучены в работах [96—99]. Исследована динамика адсорбции хлоридов алюминия, меди, железа, бора,, титана и бинарных растворов в четыреххлористом кремнии при различных скоростях потока раствора, высоте слоя адсорбента и температуре (от —25 до -f40 °С). Наиболее вероятной стадией, лимитируюш ей процесс адсорбции хлоридов из четыреххлористого кремния, является внутренняя диффузия. Определены адсорбционные коэффициенты и выявлено наличие двух областей адсорбции, причем за счет особо активных центров поглощается не более 2—5% общего количества адсорбированного вещества. [c.542]

Стойко к к-там, даже при кипячении. Только плавиковая к-та разъедает его уже при т-ре 20 С, а фосфорная — выше т-ры 300° С. Слабее противостоит воздействию щелочей и основных солей. Расплавленные металлы — алюминий, серебро, медь — сильно разъедают стекло, многие же металлы не вступают в реакцию с ним. При т-ре выше 2000° С расплав К. с. весьма агрессивен к большинству огнеупорных материалов. К. с. отличается повышенной газопроницаемостью, особенно при новышен-ных т-рах, вследствие рыхлости структуры. Диффузия легких газов сквозь К. с. практически становится заметной уже при т-ре 600—700° С (что учитывают при использовании его в вакуумной технике). Различают К. с. прозрачное (кварцевое оптическое стекло, кварцевое стекло особо чистое и кварцевое техническое стекло) — с весьма высоко прозрачностью в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра, а также непрозрачное, содержащее большое количество рассеивающих свет мелких (диаметром 0,003 0,3 мм) газовых пузырьков (табл. 1). Прозрачное К. с. изготовляют из чистейшего горного хрусталя, кварца, синтетической двуокиси кремния или из летучих соединений кремния, перерабатываемых [c.560]

Так, диффузионная подвижность цинка в Н. к. меди значительно меньше, чем в обычных монокристаллах при т-ре 600—700° С предэкспонен-циальный фактор составляет 1,1 X X 10 см 1сек, энергия активации диффузии 13 ккалIг-атом. Низкие значения предэксноненциального фактора и энергии активации диффузии обусловливаются наличием совершенной поверхности у Н. к., что приводит к малой скорости образования вакансий. Механическая прочность различных нитевидных кристаллов приближается к нижнему пределу теоретической прочности на сдвиг. Так, прочность кристаллов окиси алюминия достигает 2800 кгс мм , карбида кремния — 3200, железа — 1300, кобальта — 600, меди — 450, никеля — 300 кгс1мм . С увеличением размера прочность Н. к. уменьшается, приближаясь к прочности обычных монокристаллов. Их упругая деформация составляет несколько процентов. Характерная особенность пластического разрушения Н. к.— распространение сдвига по одной системе скольжения. Кроме обычной статической, П. к. (особенно очень тонкие) отличаются большой усталостной прочностью. Увеличение такой прочности с уменьшением размера обусловливается тем, что вероятность нахождения опасных дефектов в объеме и на поверхности снижается. Особые магн. св-ва объясняются высоким совершенством поверхности Н. к. Так, коэрцитивная сила тонких кристаллов железа достигает 500 9. С увеличением размера кристаллов поверхность ухудшается, отмечается зарождение доменов у поверхностных дефектов, что вызывает [c.78]

В настоящей главе рассмотрены методы концентрирования, в которых используются процессы разделения (см. табл. 30 группу 2), основанные на распределении примесей между твердым веществом и его расплавом. Сюда же следует отнести также избирательную экстракцию примесей соответствующими растворителями из диспергированных твердых веществ, которую широко применяют в препаративной органической химии. Иногда коэффициент диффузии примеси в твердой основе аномально велик и тогда для дополнительной очистки материала используют экстракцию примеси расплавом подходящего состава, например, при очистке тонких слоев германия от следов меди (метод гетерирования) [671]. Но в аналитической химии экстракцию примесей растворителями (избирательное растворение) или расплавами из твердой пробы при малом содержании примесных элементов почти не применяют из-за невозможности добиться полного и воспроизводимого извлечения примесей в жидкую фазу и из-за малой степени разделения веществ. Экстрагирование Н3ВО3 водой из сухого остатка ЗЮг при анализе кремния полупроводниковой чистоты [1286] с последующим эмиссионно-спектральным определением бора в растворе — один из примеров удачного использования метода избирательного растворения в пределах 10"" —10 % В. [c.257]

Физико-химические факторы, определяюшие адсорбцию Si U, подробно изучены. Исследована [90—93] динамика адсорбции хлоридов алюминия, меди, железа, бора, титана и бинарных растворов в тетрахлориде кремния при различных скоростях потока раствора, высотах слоя адсорбента и температурах (от —25 до 40 °С). Процесс адсорбции хлоридов из тетрахлорида кремния, лимитируется в первую очередь внутренней диффузией. Определены адсорбционные коэффициенты и выявлено наличие двух областей адсорбции, причем за счет особо активных центров поглощается не более 2— 5% общего количества адсорбированного вещества. [c.203]

Осаждение примесей из пересыщенного раствора (примером служит уже упоминавшийся случай с литием) относится к типу реакций, которые удобно исследовать в полупроводниках, если такие реакции вызывают изменения концентрации носителей, а, значит, и проводимости. Осаждение меди в германии и кремнии исследовано, пожалуй, наиболее широко [41, 421. Этот процесс сильно зависит от наличия дислокаций, которые служат в качестве центров образования зародышей. Туит [41] показал, что кинетика осаждения является процессом диффузии к дислокациям как местам осаждения. Найдено, что при низких температурах процесс осаждения ограничен реакцией [c.284]

Поскольку для осуществления такой схемы необходима передача хлора от органилхлорида к меди (а затем к кремнию), мы пытались найти добавки к контактной массе, которые бы облегчили этот процесс. Термодинамические расчеты показали, что такими добавками могут быть, в частности, элементы И группы периодической системы. Особенно эффективно действие таких добавок (проявляющееся, прежде всего, в создании благоприятных условий образования продуктов частичного хлорирования кремния при минимальных концентрациях хлорирующего агента) в синтезе ди-фенилдихлорсилана, при котором передача хлора к меди дополнительно затруднена повышенной прочностью С—С1 связи хлорбензола и относительно высокой энергией активации диффузии атомов меди в кристаллической решетке [12]. [c.8]

Заметим, что в отличие от таких ионов, как Ы+, Ма+, Вг"", С1 , введение которых в качестве примесей в кристаллы галогенидов серебра и щелочных металлов не сопровождается большими изменениями электрических и оптических свойств кристалла, ионы одновалентной меди Си+ дают весьма заметные и четко выраженные эффекты. Коэффициенты диффузии ионов Си+ в чистых хлориде и бромиде серебра, определенные П. Зюптицем [10] методом радиоактивных индикаторов ( Си), на несколько порядков выше коэффициентов диффузии других примесных ионов, так что и в этом случае медь среди примесей занимает особое положение, как и в том случае, когда она является примесью в полупроводниковых материалах— германии и кремнии. [c.71]

В отличие от германия в кремнии акцепторы диффундируют быстрее, чем доноры. При,одних и тех же температурах коэффициеты диффузии примесей в кремнии на несколько порядков меньше, чем в германии, а энергия активации выше. У элементов III, IV и V групп Периодической системы наблюдаются наименьшие значения коэффициентов диффузии. Элементы указанных групп в германии и кремнии диффундируют по узлам решетки. Как в германии, примесные атомы меди, лития и некоторых других элементов I, II и VIII групп в кремнии диффундируют очень быстро. Воз1 10жно, что атомы указанных элементов диффундируют по междоузлиям. [c.113]

Пленки нитридов вольфрама (WN ), карбидов вольфрама (W ) и карбонитридов вольфрама (W N ) используются в качестве барьерных слоев в системах металлизации на основе меди для микросхем с уровнем технологии (УТ) 130 нм и меньше. Они предотвращают диффузию атомов меди в слои оксида кремния, поликремния и монокремния. Так как обычно системы металлизации на основе меди интегрированы с системами межслойной изоляции на основе диэлектрических пленок с низкой диэлектрической постоянной (НДП диэлектрики — low к diele tri s), то температура осаждения барьерных слоев не должна превышать 350°С [43-45]. [c.159]

Обладая высокой термической и химической стабильностью, пленки тантала, нитрида тантала и двойной системы TaN/Ta предотвращают диффузию атомов меди в слои оксида и нитрида кремния, а также в слои диэлектриков с НДП и УНДП и обеспечивают хорошую адгезию как к диэлектрической изоляции, так и к медной металлизации [46]. [c.168]

Концентрация кислорода в металле не может стать настолько высокой, чтобы быть пересыщенной по отношению к окислу, и выделения частиц окисла внутри меди не происходит. В случае кремния или марганца, так как они имеют большее сродство к кислороду, частицы их окислов могут выделиться. Райне нашел, что в этих и аналогичных случаях образуется субпленка, состоящая из частиц окисла кремния или другого элемента, выделенного в дисперсной форме в основном металле. Нижняя граница субпленки со временем постепенно продвигается внутрь в металл, и при высоких температурах, когда возможна диффузия растворенного кислорода через твердую медь, частицы находятся как внутри зерен, так и по их границам. Райне нагревал сплав меди с 0,1% кремния на воздухе при 1000° С и затем травил сечение образца в аммиаке с перекисью водорода. Он нашел, что поверхность темнеет в зоне, в которой выделился кремний. Граница этой потемневшей зоны шла точно параллельно поверхности, и ее толщина у) увеличивалась со временем, приблизительно подчиняясь параболическому закону йу/й1 = к/у, как и следовало ожидать. При более низких температурах (например, 600° С), когда диффузия в решетке становится медленной, окись кремния отлагается преимущественно по границам зерен, так как нарушение упорядоченного расположения атомов на границах благоприятствует диффузии. Различное поведение металла при высокой и низкой температурах схематически показано на фиг. 13. Подробности в статьях [17]. Образование наружных пленок на сплавах медь-марганец изучены Буйоном и Жардинье 18]. [c.68]

Дьюары для сквид-систем должны быть достаточно прочными и в то же время легкими кроме того, к ним предъявляются строгие требования с точки зрения минимального и правильного использования магнитных и металлических деталей. Эти требования становятся еще более критичными, когда дело касается конструкций, находящихся вблизи приемных катущек магнитометра. В криогенных системах сквидов чаще всего используют неметаллические композиционные материалы из стеклянной, кварцевой или кевларовой ткани, пропитанной эпоксидной смолой. Но поскольку стеклопластик (композиционный материал из стеклоткани и эпоксидной смолы) парамагнитен, его не следует применять для изготовления каркасов измерительных катушек и сосудов для гелия. Иногда наружную оболочку дьюара и внутренний сосуд изготавливают, наматывая на болванку нить из стекла или синтетического волокна с одновременной пропиткой эпоксидной смолой. Более удобен и общепринят метод склейки дьюаров из стеклопластиковых пластин и труб с помощью эпоксидной смолы. Металлические детали делают из алюминиевых сплавов (6061), нержавеющей стали (321) и сплавов меди с никелем, бериллием или кремнием. Из этих материалов нержавеющая сталь обладает наименьшей теплопроводностью, но наибольшей остаточной намагниченностью. Поскольку эта сталь обладает также способностью сильно намагничиваться при сварке и пайке серебром, не рекомендуется помещать детали из нее в чувствительной зоне магнитометра вблизи сквида. Нержавеющую сталь часто используют для изготовления горловины дьюара, поскольку при этом существенно уменьшается поступление тепла и снимается проблема диффузии гелия в вакуумное пространство дьюара. Сплавы кремний - медь применяют при конструировании высокочастотных экранов и изготовлении сосудов для гелия там, где можно использовать зависимость электропроводности этих сплавов от состава. [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология