Монокристаллические подложки

Существуют три основных вида полевых транзисторов, различающихся способом управления проводимостью канала. В транзисторах с управляемым р- -переходом (рис. 1.5, а) на слаболегированной полупроводниковой монокристаллической подложке исток, канал и сток образованы областью проводимости -типа. В средней части этой области между истоком и стоком создается область с противоположным типом проводимости и высокой концентрацией примеси (р -область). Под образовавшимся / - -переходом находится канал -типа. Для функционирования транзистора к затвору относительно истока прикладывается управляющее напряжение (рис. 1.4, в), смещающее р - -переход в обратном направлении (при канале -типа СЛ < 0). Напряжение сток-исток [/с, создающее ток через канал, должно обеспечивать обратное смещение всего р - -перехода ([/ > О для -канала). При этом обедненный носителями тока и выполняющий роль изоляционного слоя р" - -переход располагается в основном в области канала, поскольку толщина перехода с каждой стороны от границы раздела р - и -областей обратно пропорциональна концентрации в них примесей. В то же время толщина перехода, а значит, и проводимость канала, и ток через него зависят от величины С/,. Так происходит эффективное управление током стока с, протекающего через канал, с помощью малых изменений напряжения на затворе. Поскольку / - -переход остается закрытым, входное сопротивление между затвором и истоком полевого транзистора в отличие от биполярного, оказывается весьма большим (10 ... 10 Ом). [c.30]

Жидкофазная эпитаксия. Жидкофазная эпитаксия заключается в кристаллизации вещества из раствора расплава в процессе его охлаждения (рис. VI. 17,а). Монокристаллическая подложка 4 закреплена в одном конце графитовой лодочки 2, а расплав 3, например, галлия с легирующими добавками 1 — в другом конце. [c.147]

Напыление на монокристаллическую подложку в принципе может приводить к образованию монокристаллической эпитаксиальной пленки. Способ выращивания таких пленок подробно освещается в работах [66, 91]. [c.146]

Другой путь получения монокристаллов — кристаллизация из газовой фазы в результате транспортных реакций. Наиболее широко они используются для выращивания эпитаксиальных пленок полупроводниковых соединений на монокристаллических подложках из германия, кремния и других полупроводников. Сущность транспортных реакций заключается в том, что твердое вещество, в данном случае полупроводниковое соединение, взаимодействуя по обратимой реакции [c.272]

Катализатор в виде эпитаксиальной пленки, полученной напылением металла на плоскую или плоскопараллельную монокристаллическую подложку, обязательно следует переместить после напыления в отдельную реакционную камеру, так как невозможно осадить испаряемый металл только на подложку из монокристалла. Это, очевидно, можно сделать тем или иным способом с помощью устройств типа показанных на рис. 20—22. Расслаиваемые кристаллические подложки можно расщепить в вакууме, используя устройство, изгибающее их [141], или применяя ножевое лезвие, усилие которому передается магнитом или сильфоном [142]. Слюду расщепить в вакууме можно проволочной тягой одно из устройств приведено на рис. 24. В этих работах многое зависит от искусства экспериментатора. [c.348]

Алмазные плёнки с преимущественной ориентацией микрокристаллитов, которые называют ориентированными или текстурированными , были получены на монокристаллических подложках из кремния, никеля, кобальта, 51С, кубического ВН, иридия и платины (см. [59]), однако гетероэпитаксиальные монокристаллические алмазные плёнки с диаметром более 1 мм не были получены вплоть до последнего времени. Прорыв в этой области наметился в последние годы благодаря развитию технологии гетероэпитаксиального роста алмаза на монокристаллической плёнке иридия, гетероэпитаксиально осаждённого на подложку из MgO (100) [61-64] или сапфира [65-66]. Монокристаллические 1г и Рс1 являются одними из наиболее перспективных материалов, которые рассматриваются как подложки для гетероэпитаксиального роста монокристаллических алмазных плёнок. Действительно, они имеют близкое значение периода кристаллографической решётки (а = 0,3839 нм и а = 0,389 нм, соответственно), что соответствует менее чем 9% рассогласованию с решёткой алмаза а = 0,3567 нм). Кроме того, оба вещества не образуют карбидов и достаточно слабо растворяют углерод. Получены гетероэпитаксиальные плёнки размером до 5 мм. [c.283]

Для металлов эпитаксию можно наблюдать, когда пучок металлических атомов падает на поверхность монокристаллической подложки, в качестве которой могут быть, например, каменная соль, слюда или какой-либо металл. Если температура достаточно высока, попадающие на поверхность атомы подвижны и агрегируются, образуя зародыши кристаллов. При благоприятных условиях эти зародыши могут быть ориентированными по отношению друг к другу и относительно подложки. Ориентировка может быть не идеальной, и согласование может быть только в пределах градуса или около того. По мере того как продолжается осаждение, зародыши увеличиваются в размере, принимая форму отдельных трехмерных кристаллитов, которые неизбежно соединяются, образуя монокристал-лическую пленку. В пленке отдельные кристаллиты, видимо, [c.115]

Для получения эпитаксиальных пленок из газовой фазы н монокристаллических подложках используется, в основном, два типа реакций 1) восстановление водородом галогенидов Si и Ge (в так называемом открытом процессе) ио схемам [c.400]

Если в полупроводниковой микросхеме активные и пассивные компоненты формируются путем диффузии в монокристаллическую подложку, то возникает проблема электрической развязки компонентов друг от друга. Изоляция выполняется при помощи диффузионных р—п-переходов, которые образуют встречно включенные диоды. Однако в таких структурах наблюдаются паразитные явления, которые полностью могут нарушить нормальную работу схемы [78]. [c.171]

Для получения эпитаксиальных пленок наращиваемый материал и материал подложки могут быть как различными, так и идентичными веществами. Например, эпитаксиальный слой кремния образуется при наращивании на монокристаллические подложки из сапфира или на монокристаллические пластины кремния последнее называют автоэпитаксией. [c.271]

Если выращивание данным методом крупных кристаллов часто бывает затруднительным из-за высоких требований к стабилизации и регулировке температур и большой длительности процессов, то выращивание эпитаксиальных пленок представляет большой интерес. Процесс проводится в откачанной ампуле из плавленого кварца, в верхней части которой вварено плоское стекло из оптического кварца (рис. 6.32). Монокристаллическая подложка, на которую предполагается нарастить эпитаксиальный слой, покрывается тонкой пленкой нелетучего компонента А и [c.339]

Как утверждалось во введении, атомарно-плоские поверхности на больших площадях подложек не достижимы. Даже наилучшие монокристаллические подложки в процессе изготовления и обработки приобретают дефекты. Эти дефекты в пленках повторяются или распространяются в осажденные слои, как например, дислокации в эпитаксиальные слои [13]. Дефекты субмикронного размера так же, как и мелкие царапины иа поверхностях кремниевых пластин, вызывают в тонких пленках нерегулярности. Балк и другие сообщили, что механическое повреждение исходной поверхности влияет на скорость окисления и что получаемый термическим окислением окисел повторяет грубые детали поверхности [14]. Это показано на рис, 9, а и б. Б то время, как песчаиность исходной поверхности исчезает после окисления, грубые детали, включая царапины, остаются. На рис. 9, в показан другой тип дефектов, которые имеют место в эпитаксиальных пленках. Ими являются дефекты упаковки, появляющиеся в растущем слое в местах, где поверхность подложки была механически повреждена [15]. Характерна высокая плотность дефектов упаковки вдоль царапины, образовавшейся при полировке. [c.513]

Проблема эпитаксиального наращивания пленок кремния на монокристаллические подложки пз кремния, обладающего иными свойствами, чем наращиваемая пленка, решена удовлетворительно. Ведутся исследования по наращиванию пленок кремния на изолирующие и металлические подложки. [c.429]

Если располагать монокристаллической подложкой с чистой поверхностью, т. е. свободной от каких бы то ни было посторонних частиц (пылинок), скоплений посторонних примесей или пленок окислов, то есть основания полагать, что наращиваемые слои того же вещества будут просто достраивать решетку подложки (кристаллографическая ориентация и микроморфология поверхности в реальных условиях проведения процессов не оказывают заметного влияния на скорость роста). Пленка, наращенная на чистую поверхность подложки, являясь ее монокристаллическим [c.432]

Детальные исследования процесса эпитаксиальной кристаллизации высокомолекулярных соединений выполнены в основном с использованием в качестве подложек монокристаллических сколов щелочно-галоидных кристаллов. Для полиэтилена, в частности, была исследована эпитаксиальная кристаллизация на монокристаллических подложках со значительными отличиями в параметрах решеток — от 4,01 до 7,05 А [4, 5, 14, 18]. На основании этих исследований был установлен принципиально важный результат. Оказалось, что различия в параметрах кристаллических решеток высокополимера и подложки не являются ограничивающим фактором для эпитаксиальной кристаллизации. На всех использованных монокристаллических подложках макромолекулы полиэтилена при эпитаксиальной кристаллизации располагаются параллельно подложке вдоль направлений <110>, <110> рядов одноименных ионов [4, 5, 14, 18]. [c.105]

В другом методе [206] тонкоизмельченные частицы вещества, подлежащего рекристаллизации, подаются на подогреваемую монокристаллическую подложку из того же или изоморфного ему вещества. Так были получены монокристаллы сложных ферритов. Иногда вместо самого вещества используются твердые соединения, при химическом взаимодействии которых образуется нужное вещество. Неудобство обоих методов —очень малая скорость роста, например слои толщиной порядка 0,1 мм вырастают за 24 час. [c.48]

Материалы механически полированные с обеих сторон монокристаллические подложки германия р-типа диаметром 10—20 мм и толщиной 200—400 мкм германий /г-типа (источник) иод кристаллический (ХЧ) травитель Уайта (НМ0з НР Н20 = 10 1 6) этиловый спирт сухой лед для замораживания ампу-.1ы при откачке. [c.145]

Термин эпитаксия применяют к процессам выращивания тонких монокристаллических слоев (пленок) на монокристаллических подложках. Материал подложки в процессе выращивания играет роль затравочного кристалла. Эпитаксиальный процесс отличается от процессов выращивания монокристаллов, например, методом Чох-ральского тем, что рост кристалла происходит при температуре ниже температуры плавления. Обычно эпитаксиальное выращивание пленок основано на процессах ХОГФ, за исключением молекулярно-лучевой эпитаксии, где используется процесс вакуумной конденсации [3]. [c.107]

На совреме.чном этапе развития микроэлектроники используют два основных метода создания ИМС на монокристаллических подложках 1) локальное воздействие на микроучастки полупроводникового монокристалла с целью придания им свойств, соответствующих функциям микроэлемента (триода, резистора и т. д.), и их соединений — э го так называемые полупроводниковые ИМС [c.160]

Общий механизм взаимодействия медленных электронов с твердой поверхностью показан на рис. 3.12. Большая часть электронов рассеивается на поверхности неупруго (при этом часть энергии поглощается решеткой), оставшиеся электроны рассеиваются упруго и дают дифракционную картину. На рис. 3.13 показаны два типа установок, работающих по описвшаемому принципу. Установка конструкции Джер-мера (а) состоит из электронной пушки, монокристаллической подложки с образцом, флуоресцентного экрана и 3 - 4 полукруглых электронных сеток. Последние регулируют энергию, подавая соответствующий потенциал, и захватывают неупругорассеянные электроны. Дифдвкци- [c.51]

Для получения эпитаксиальных пленок из газовой фазы на монокристаллических подложках используется два типа реакций восстановление водородом галогени-дов и термическое разложение иодидов кремния и германия. Реакции восстановления водородом галогенндов кремния и германия (в открытом процессе) имеют сле-,дующий вид [c.28]

Несмотря на то, что процесс роста пленки ограничен процессом поверхностной реакции, соотношение частот столкновения атомов металла и молекул кислорода должно тщательно подбираться. Для полного окисления требуется некоторая минимальная частота столкновений молекул кислорода. При скоростях всаждения Та порядка 2 А минимальное давление кислорода при 700° С должно быть примерно 10- мм рт. ст., тогда как при 900° С, когда скорость реакции выше, требуется более низкое давление [222]. Предположение о том, что большие количества кислорода не являются вредными, поскольку избыточный кислород не остается на подложке, является верным только с точки зрения состава пленки. Структура пленки при этом ухудшается. В случае образования пленок TajOs на монокристаллической подложке эпитаксии не наблюдается, если давление кислорода приближается к 10 мм рт. ст. В случае роста пленок AlaOg при 400—500° С граница по давлению между областями роста моно-и поликристаллических пленок лежит при р = 10 5 мм рт. ст. [222]. [c.116]

Существенное возражение против указанной выше интерпретации возникает, когда псевдоморфизм относится к произвольно ориентированному осадку на монокристаллической подложке. Если взаимодействие чa f,иц осадка и подложки недостаточно для ориентированного роста, то тем более нет основании для изменения параметров решетки произвольно растущих кристаллов. [c.222]

Монокристаллические эпитаксиальные пленки Ge могут быть получены путем ориентированной кристаллизации на различных монокристаллических подложках (Na l, ZnS, СаРг) [117—119, 142]. Условия их получения и ориентировки рассмотрены выше (гл. 4). [c.399]

Градиентная зонная плавка. Метод градиентной зонной плавки применяют для перекристаллизации заранее синтезированных поликристаллических слитков в монокристаллы и как метод изготовления эпитаксиальных слоев, легированных примесью. Предположим, что требуется нарастить на монокристаллическую подложку арсенида галлия п-типа слой арсенида галлия р-типа. Используем установку, изображенную на рис. 6.32. Расположим на подставке монокристаллическую пластину GaAs п-типа, покрытую тонким слоем галлия, легированного акцепторной примесью, и покроем ее сверху второй пластиной арсенида галлия. Выведем печи на рабочий режим и включим радиационный нагрев. Между верхней поверхностью нижней пластины и нижней поверхностью верхней пластины установится небольшой температурный градиент АТ. Во время нагрева обе пластины будут постепенно растворяться, и при достижении температуры Ti между ними образуется насыщенный раствор. В результате включения источника радиационного нагрева температура нижней пластины достигает значения T a, а температура верхней пластины — значения Гз, причем Гз>Г2>Г]. По высоте раствора устанавливается градиент температуры и концентрации. В результате диффузии растворенного компонента верхний слой обедняется компонентом В, а нижний слой раствора обогащается этим компонентом и становится пересыщенным это приводит к постоянному растворению верхней пластины и росту нижней. Если поддерживать по высоте нерасходуемого слоя растворителя, толщина которого может быть произвольно малой, по- [c.341]

Рассмотрим технологию выращивания эпитаксиальных пленок кремния на монокристаллических подложках из кремния, т. е. выбор метода и соответствующей технологии, позволяющих выращивать монокристаллические пленки кремния с заданными электрофизическими свойствами и геометрией на подложках того же материала. В зависимости от назначения подложка служит либо как токопроводящая механическая основа для активных частей устройства, создаваемого в толщине пленки, либо сама обладает нужным комплексом электрофизических свойств для создания в ней активных частей устройства, а пленка играет вспомогательную роль или также участвует в создании активных частей устройства. Особо широко применяется метод наращивания достаточно в7 сокоомных пленок п- или р-типов (1—-10 ом-см) на подложки того же типа электропроводности но с низким удельным сопротивлением (0,001 ом-см). [c.429]

Определяющее влияние па структуру и свойства осаждаемых покрытий оказывает подложка при выращивании монокристаллов или эпитаксиалышх слоев полупроводниковых материалов. Получить монокристалл при термическом разложении МОС на монокристаллической подложке можно при достаточно высоких температурах. При умеренных или низких температурах [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология