Кремний свойства монокристалла

Впаивание диска монокристалла кремния в стекло. Кремнии тугоплавок чистый кремний плавится ири 1410"С. Монокристалл кремния обладает способностью пропускать инфракрасные лучи, к тому же он отлично согласуется со стеклами типа пирекс . Благодаря этим свойствам монокристаллы кремния нашли широ- [c.150]

Электрические свойства монокристалла германия (или кремния) резко изменяются при сплавлении элемента с очень небольшими количествами других элементов. Подобные эффекты, объясняемые в последующих разделах, лежат в основе работы полупроводниковых узлов, транзисторов и интегрирующих схем. [c.537]

В последнее время для изготовления германиевых и кремниевых полупроводниковых приборов (Применяют почти исключительно моно-кристаллический германий и кремний, обладающие большой однородностью электрических свойств. Монокристаллы изготовляют главным образом методом вытягивания из расплавов в плавильной печи, в вакууме. Германиевые и креМ(Ниевые диоды на большой ток изготовляют плоскостного типа. В плоскостных диодах контактный пере- [c.71]

Необходимо отметить, что в литературе нет единого принципа оценки эффективности методов очистки хлоридов кремния. Некоторые исследователи оценивают чистоту получаемого кремния числом атомов-примесей на миллион атомов основного вещества, другие исходят из электрофизических свойств монокристаллов, выращенных по методу Чохральского, третьи — из электрофизических свойств монокристаллов, полученных методом бестигельной зонной плавки. [c.58]

Изготовление германия и кремния с заданными электрофизическими параметрами проходит через стадию получения элементов высокой чистоты. Путем последующего тонкого легирования достигаются необходимые электрические свойства монокристаллов, которые применяются для изготовления различных полупроводниковых приборов. Показателями соответствия этих материалов своему назначению являются только эти электрофизические параметры, а не химический состав по примесям. [c.14]

Работа 9.4. Эллипсометрическое исследование свойств слоев оксида титана, синтезированных на поверхности монокристалла кремния методом молекулярного наслаивания [c.197]

ПОЛУПРОВОДНИКИ — вещества с электронной проводимостью, величина электропроводности которых лежит между электропроводностью металлов и изоляторов. Характерной особенностью П. является положительный температурный коэффициент электропроводности (в отличие от металлов). Электропроводность П. зависит от температуры, количества и природы примесей, влияния электрического поля, света и других внешних факторов. К П. относятся простые вещества — бор, углерод (алмаз), кремний, германий, олово (серое), селен, теллур, а также соединения — карбид кремния, соединения типа filmen (инднй — сурьма, индий — мышьяк, галлий — сурьма, алюминий — сурьма), соединения двух или трех элементов, в состав которых входит хотя бы один элемент IV—VII групп периодической системы элементов Д. И. Менделеева, некоторые органические вещества — полицены, азоаромати-ческие соединения, фталоцианин, некоторые свободные радикалы и др. К чистоте полупроводниковых материалов предъявляют повышенные требования, например, в германии контролируют примеси 40 элементов, в кремнии — 27 элементов и т. д. Тем не менее некоторые примеси придают П. определенные свойства и тип проводимости, а потому и являются необходимыми. Содержание примесей не должно превышать 10 —Ш %. П. применяются в приборах в виде монокристаллов с точно определенным содержанием примесей. Применение П. в различных отраслях техники, в радиотехнике, автоматике необычайно возросло в связи с большими преимуществами полупроводниковых приборов — они экономичны, надежны, имеют высокий КПД, малые размеры и др. [c.200]

Прм Диоксид кремния - основа для получения кремния, производства обыкновенного и кварцевого стекла, а также необходимый компонент керамики и абразивных материалов. В виде песка диоксид кремния - давно известный строительный материал. Чистые прозрачные кристаллы кварца идут на изготовление линз и призм, пропускающих Уф - излучение. Для этих целей используется также кварцевое стекло. Пьезоэлектрические свойства кварца находят применение в приборах для генерации ультразвука. Бесцветные и различно окрашенные монокристаллы диоксида кремния -драгоценные камни. Из непрозрачного технического кварцевого стекла изготавливают крупногабаритную термо- и кислотостойкую химическую аппаратуру, муфели для электрических печей. Особо чистое прозрачное кварцевое стекло применяется для изготовления труб, аппаратов и емкостей для полупроводниковой техники и радиоэлектроники. Силикагель (частично обезвоженная студнеобразная кремниевая кислота) используется для адсорбционной очистки органических жидкостей - масел, жиров, бензина и керосина. Кроме того, он применяется для улавливания водяных паров и других летучих веществ. Крупнопористый силикагель - незаменимый носитель для многих катализаторов. [c.38]

При более детальном рассмотрении можно показать, как от вида атомов примесей, их валентности и характера размещения в кристалле зависит тип и величина проводимости и многие другие свойства полупроводников. Зная, каким образом примеси влияют на свойства полупроводников, можно получать полупроводники с заданным сочетанием свойств, сначала более тщательно очищая полупроводники от примесей, а затем вводя в них необходимые примеси в определенных количествах. При этом первоначальная очистка должна быть очень высокой. Например, для кремния или германия общее содержание примесей должно быть уменьшено до —10 %. Такая степень очистки стала возможной в результате разработки новых методов ее метода многократной кристаллизации из расплава путем последовательного расплавления кристалла и вытягивания из расплава нового монокристалла (рис. 52) и метода зонной плавки (с. 344). [c.146]

Интересный метод определения в кремнии примеси бора по реакции В ° [п, a)Li основан на том, что монокристаллы кремния после нанесения слоя алюминия для создания / ,п-перехода обладают счетными свойствами по отношению к а-частицам и ядрам отдачи Li . Этот же принцип может быть использован для определения в кремнии примесей и других элементов с массами от 1 до 16 [74, 75]. [c.38]

Требования электроники уже не могут удовлетворить классические полупроводниковые элементы — германий, кремний и селен. В связи с этим должны быть усилены работы в области синтеза новых полупроводниковых соединений (в частности, материалов, выдерживающих без изменения своих свойств очень высокие температуры), разработки методов получения веществ в форме совершенных монокристаллов высокой степени чистоты, изучения их свойств. [c.34]

В табл. 6 приведены свойства некоторых материалов, которые могут быр применены в форме монокристаллов. В данном случае кремний и, ц меньшей степени, германий и сапфир являются наиболее широко применяемыми материалами. Они обладают такими редкими свойствами, как большая химическая и термическая стабильность и хорошая теплопроводность. Удельное сопротивление кремния может изменяться в широких пределах и контролироваться. Общими недостатками являются необходимость технологических операций для получения гладких поверхностей и относительно малые размеры подложек. Специфические свойства материалов подложек более детально обсуждаются далее. [c.501]

По наблюдениям [847] электроны на дислокациях в галоидных кристаллах магнитно поляризованы, благодаря чему такие дислокации проявляют ферромагнитные свойства. Дислокации в кристаллах кремния оказываются носителями парамагнитных свойств [461, 462]. Спектры ЭПР от дислокаций в монокристаллах кремния состоят из ряда узких линий, положение которых зависит от ориентации кристалла в магнитном поле спектрометра. Это обусловлено анизотропией -фактора неспаренных электронов на дислокациях. Дислокации можно рассматривать как выстроенный в линию ряд разорванных связей. [c.271]

Книга состоит из трех частей. В первой части кратко излагаются понятия кристаллографии и физической химии во второй рассмотрены элементы теории зарождения и роста кристаллов, методы выращивания монокристаллов, проблема эпитаксиальных пленок в третьей описываются технология изготовления и свойства наиболее изученных полупроводников германия, кремния, карбида кремния и др. 3—3—12 362—69 [c.2]

Выращивание монокристаллов германия, кремния и ряда других веществ методом вытягивания из расплавов (рнс. 6.5, г) является в настоящее время наиболее распространенным при промышленном производстве больших монокристаллов с контролируемыми и воспроизводимыми свойствами. [c.292]

Для промышленного изготовления различных полупроводниковых приборов и устройств используется около десяти различных материалов. Однако полный технологический комплекс для промышленного производства монокристаллов с контролируемыми свойствами разработан только для германия и кремния. Использование других материалов — полупроводниковых соединений пока незначительно, и технология их изготовления может рассматриваться только как экспериментальная. Это объясняется тем, что еще не установлены те условия, соблюдение которых позволяет управлять свойствами материалов. Кроме того, все большее значение придается использованию материалов в виде монокристаллических, а иногда и поликристаллических пленок, технология изготовления которых очень сильно отличается от технологии изготовления крупных, объемных монокристаллов. В настоящее время основное внимание уделяется выбору оптимального технологического метода, позволяющего соблюдать химическую чистоту и управлять степенью дефектности материалов. [c.404]

Выращивание монокристаллов простых веществ и соединений постоянного состава. Если основной состав монокристалла образует фазу постоянного состава (к таковым относятся простые вещества — кремний, германий и др. — и лишь немногие полупроводниковые соединения), т. е. управление основным составом не нужно, то прибор для получения кристаллов в этих условиях имеет две температурные зоны зону испарителя Гг и зону кристаллизации Т . Абсолютные значения Т. и на химическом составе отразиться не могут. Изменяются лишь реальная структура и концентрация дефектов, иной раз сильно влияющие на свойства. [c.450]

Однако подлинная эра современных композиционных материалов началась в 40-е годы, когда появились пластмассы, усиленные стекловолокном. Разработка же теории связывания стала формироваться только в 60-е годы. Именно тогда стали целенаправленно изучать, как нужно вкладывать новые неорганические волокнистые материалы из бора, карбида кремния, углерода, графита, оксида алюминия и т. д. в органические или металлические матрицы. Наряду с поликристаллическими нитями представляется многообещающим применение нитей монокристаллов. Искусственным путем можно вырастить монокристаллические нити длиной до 1 см и диаметром от 1 до 25 мкм, например, из оксида алюминия, карбида кремния, оксида бериллия или карбида бора. Некоторые из этих неорганических волокнистых материалов легче алюминия, но одновременно тверже лучшей стали. Канат из борсодержащих волокон толщиной 3 см смог бы выдержать полностью нагруженный четырехмоторный реактивный самолет. Кроме того, подобные вещества имеют такие термические свойства, которые до сих пор не удавалось получить ни у одного материала. Графитовые волокна, например, при 1500 С прочнее, чем сталь при комнатной температуре. [c.269]

Атомы марганца разных групп в структуре занимают разные положения. Атомы марганца второй группы расположены 3 одних областях с цепочками кремния, первой группы — между концами цепочек. Таким образом, в структуре существуют области, ориентированные перпендикулярно оси с, которые различаются по характеру межатомного взаимодействия. Этим можно объяснить наблюдаемую анизотропию физических свойств в монокристаллах максимальная электро- и теплопроводность существует в направлениях, перпендикулярных оси 4-го порядка [8]. [c.271]

Основные научные работы посвящены минералогии силикатов и физико-химическому исследованию силикатных систем, полупроводни-ковы.х и ферритных материалов. Один из основоположников неорганического материаловедения. Осуществил синтез и исследовал свойства монокристаллов окиси алюминия — рубинов (1949), синтезировал монокристаллы сложных окисных соединений. Установил оптимальный фазовый состав ферритных материалов, термические режимы и оптимальную газовую среду обжига, а также основные кристаллохимические параметры синтезируемых ферритов. Автор учебника Химия кремния и физическая химия силикатов (совместно с К. С. Евстропьевым, 2-е изд. 1956). Один из организаторов выпуска и соавтор справочника Физико-химические системы силикатной технологии (2-е изд. 1954). [c.497]

На ранних этапах развития технологии кремниевых приборов было установлено, что физические свойства монокристаллов кремния изменяются при термической обработке (изменение величины, иногда типа электропроводности, времени жизни). Это обьясняется присутствием в кремнии высоких концентраций кислорода. Поведение кислорода в кремнии заметно отличается от поведепия других примесей тем, что в результате термообработок при различных температурах появляются всевозможные комплексы атомов кремния и кислорода (51—О [c.426]

Среди наполнителей особую группу oop-isyro i армирующие материалы. К ним относятся стеклянные, асбестовые, борные, углеродные волокна, монокристаллы оксила алю.миния, карбида кремния и др Отличительной особенностью полимерных композиций, содержащих волокна, является анизотропия свойств. Поэто.чу для характеристики дефор-мационных и прочностных свойств используют несколько показателей Если волокна ориентированы преимущественно в одном направлении, то определяют продольный модуль Юнга (растягивающее напряженне а направлено вдоль оси ориентации волокон), траисверсалышй модуль Юнга т (о направлено перпендикулярно оси ориентации волокон) при сдвиге также определяют (У/, и С-,. [c.349]

Рассматриваемые волокна позволяют подобрать требуемые характеристики армирующего материала, его стоимость и обещают существенное улучшение механических свойств композиций. Последнее особенно относится к углеродным волокнам. Может возникнуть вопрос, зачем вести поиск волокон новых типов Главным образом этот поиск связан с достижением требуемых показателей не механических свойств, а, например, совместимости с матрицей,, которая особенно важна в случае металлсодержащих композиций. В ряде случаев необходима прозрачность волокон для радиомагнит-ного излучения. Для этих целей находят применение нити, а также монокристаллы алюминия или сапфира и ряд материалов, образующих усы . Естественно, что в тех случаях, когда не требуется повышенная прочность, можно ограничиться армированием стеклом или кремнием. [c.286]

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]

Исследования поверхностной структуры монокристалла кремния р-типа (с помощью автоэмиссионного проектора Мюллера), проведенные д Асаро [4521 подтвердили опубликованные ранее кристаллографические данные о структуре кремния. Май-та [453 показал возможность возникновения в Si ионных пар. В ряде исследований сообщаются данные о некоторых физических свойствах кремния поглощении в инфракрасной области (454, 455], магнитной восприимчивости [456], теплоемкости [457] и других [210, 374, 458—466 541 550 555 578 580]. [c.413]

В случае кремния и гер. ания фотопроводилюсть не является их собственным свойством, а связана с введением в них специальных примесей. Эти вещества также используются в виде монокристаллов. [c.245]

Получение. Для использования в приборах полупроводниковые материалы в осповном должны быть получены в виде монокристаллов со строго определенным содержанием легирующих примесей, придающих П. тот или иной тип проводимости и соответствующие свойства. Поэтому все неконтролируемые примеси перед легированием должны отсутствовать, т. е. исходный материал должен быть очень чистым. Большинство методов очистки было разработано при получении чистых кремния и германия (см. также Зонная плавка и Монокристаллы). Требования получения монокристаллов П. в очень чистом состоянии и оптически однородных привели к со.зданию новых методов синтеза. При синтезе сложных П.— различных двойных, тройных и т. д. хнмич. соединений, часто состоящих из элементов с сильно различающимися свойствами, появились новые варнанты синтеза — С1П1тез под давлением летучего компонента, синтез в газовой фа.эе, в различных неводных растворителях— расплавленных солях, металлах и т. д. [c.124]

Чохральский [31] первым применил метод вытягивания для выращивания кристаллов легкоплавких металлов, таких, как олово, свинец, цинк. На фиг. 5.5,г показана схема типичной установки для такого вытягивания. В течение многих лет метод использовался для конгруэнтно плавящихся соединений всех классов, но, вероятно, наиболее широкое его применение лежит в области полупроводников. Тил и Литтл [32] первыми получили монокристаллы германия и кремния, и их работа явилась основой для получения полупроводниковых кристаллов этих веществ с высокими характеристиками для научных и технических целей. Метод вытягивания сегодня занимает важное место в промышленной технологии полупроводников. Нассау и Вэн Ютерт [33] применили метод вытягивания к неорганическим веществам, представляющим интерес как лазерные матрицы, и Нассау в ряде статей [34, 35] описывает способы выращивания и свойства aW02 Nd. Некоторые стороны метода рассмотрены в книге [8]. [c.192]

Мало получить особо чистый трихлорсилан, надо после его восстановления суметь вырастить совершенный монокристалл кремния. Нарушения кристаллической структуры почти так же влияют на нолуироводинковые свойства, как и примеси. [c.224]

Однако относительная дороговизна германия окупается высоким к. п. д. выпрямления и высокой допускаемой плотностью прямого тока, которая в 500—1 ООО раз выше допускаемой плотности тока в купрокшых и селеновых вентилях. Это позволяет получать мощные германиевые вентили чрезвычайно небольших раз1меров. Еще более ВЫСОКИМ1И вентильными свойствам.и обладает кремний. Сырьем, из которого получают монокристаллы кремния, является кремнезем. Свободный кремнезем встречается в виде кварца и может иметь яе- [c.70]

Совершенно чистый кремний — монокристалл, который после очень сложной и трудной очистки (на 10 млрд. атомов кремния остается не более одного атома примеси) применяется для полупро водниковых усилителей и фотосопротивлений (кремниевые фотоэлементы). Добавление в такой чистый полупроводник сверхмикро-скопических долей других веществ позволяет изменять по желанию некоторые его физические свойства. Так, прибавка одной миллионной части процента сурьмы к такому полупроводнику, как чистый германий, значительно меняет его электрическое сопротивление, не нарушая других важных электрических свойств. [c.285]

Выбор материала для и.зготовления тиглей во многих случаях ограничивает возможности применения тигельных методов выращивания монокристаллов. Основным при выборе материала является выявление возможных взаимодействий между тиглем и расплавом, для чего проводят многочисленные и разносторонние исследования. Например, для выращивания монокристаллов кремния и арсекида галлия используют кварцевые тигли и лодочки. Расплавленный кремний реагирует с кварцем при образовании моноокиси, которая, растворяясь в кремний, насыщает раствор кислородом. Это приводит к тому, что монокристаллы кремния содержат около 10 атомов кислорода на 1 слг . Присутствие кислорода в монокристаллах кремния оказывает специфическое и нередко отрицательное влияние на их свойства. При выращивании монокристаллов арсенида галлия при температурах выше 900° С происходит реакция между кварцем и расплавленным галлием, которая приводит к загрязнению расплава кремния. В случае тугоплавких веществ вообще нет материалов для изготовления тиглей. Поэтому все большее значение приобретают бести- [c.300]

Для получения карбида кремния полупроводникового качества необходима высокая чистота синтезируемого материала и изготовление его в виде монокристаллов. Методы выращивания из расплавов в данном случае неприменимы (Si интенсивно возгоняется до достижения точки плавления при Гa 2500°С), поэтому возможны методы выращивания из паровой фазы и из растворов. Было показано, что кристаллы Si можно выращивать из его растворов в хроме, никеле и других металлах. Однако при этом кристаллы невоспроизводимы по свойствам и геометрии. Основным методом получения монокристаллов Si яв- [c.447]

В книге изложены основы химии полупроводников, включая представления о зонах валентной, проводимости, природе химической связи, нарушении стехиометрического состава и фазовых свойствах полупроводников, а также физико-химический анализ полупроводниковых систем. Описаны методы получения поли- и монокристаллов полупроводниковых материалов, их химические, физико-химические, зласгрические и оптические свойства. Наряду с элементарными по гу-проводш1ками (германием, кремнием и др.) подробно исследуются многочисленные бинарные полупроводниковые соединения, а такж некристаллические полупроводники (стеклообразные и жидкие). 05-суждены современные методы очистки и контроля чистоты полупроводниковых материалов, а также рассмотрены- процессы травления полупроводников. [c.2]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология