Травление поверхности кристалло

Таким образом, механизм травления поверхности кристаллов ИАГ при выращивании кристаллов в условиях вакуума подтверждает предположение об эвтектической природе соединений, протравливающих бороздки на поверхности кристаллов. Это позволило предложить способ травления кристаллов ИАГ в расплавах смеси оксидов иттрия и алюминия. Определены оптимальные составы и режимы обработки для селективного травления кристаллов ИАГ. Показано, что разработанный способ травления позволяет получать большую информацию о процессе кристаллизации ИАГ по сравнению с известными методами селективного травления этого кристалла. [c.225]

Перегрев кристаллов,метастабильных при низких температурах, наиболее отчетливо проявляется при плавлении деформированных образцов полимера. Поскольку метастабильные кристаллы линейных полимеров чрезвычайно малы, перегрев вследствие присущей им низкой скорости плавления очень незначителен. Свидетельство этого - отсутствие перегрева у кристаллов, подвергнутых травлению.. На рис. 9.45 на примере полиэтилена, закристаллизованного при перемешивании, показано, как обычно быстро уменьшается перегрев нестабильных кристаллов при травлении. Из этих данных следует, что причина перегрева должна заключаться во влиянии тех областей в образце, на которые больше всего воздействует травление, - поверхности кристаллов и аморфных областей. [c.308]

Анализ картины травления поверхности кристаллов и характера кривых на рис. 3 и 4 позволяет полагать, что механизм встраивания примеси в решетку матричного кристалла состоит в сосредоточении ее сначала на готовых дефектах упаковки кристалла с образованием скопления примеси (сегрегацией ее). Максимумы Рдр совпадают с образованием скоплений примеси в решетках сформированных модификаций. Перестройка решетки при образовании последуюш,ей модификации связана с распределением примеси по структурным позициям в процессе изоморфного замеш е-ния Са + на Образовавшаяся полиморфная форма харак- [c.275]

Влияние изоморфных примесей на размеры и рост кристаллов. Дефекты упаковки нри формировании минералов обусловливают в ряде случаев блочность кристаллов. При изучении травленой поверхности кристаллов ЗСаО-ЗЮз под электронным микроскопом были обнаружены блоки, границы которых представляли собой линии, сходящиеся в одной точке [2, 28 ]. Одним из признаков блочности структуры является хаотическая ориентация ямок травления. [c.287]

Другим весьма распространенным методом обнаружения дислокаций, открытие которого Фогелем и соавторами сыграло большую роль в развитии дислокационной теории, является травление поверхности кристалла. При соответственно подобранном мягком тра-вителе у выхода дислокаций, где связи ослаблены, происходит избирательное растворение кристалла с образованием углублений — [c.127]

При травлении поверхности кристаллов в реакцию вступают не только атомы вещества кристалла, но и примеси, которые присутствуют на поверхности и переходят в раствор в виде молекул различных соединений. Кинетика реакций растворения и природа образующихся соединений могут зависеть от целого ряда факторов, например от концентрации кислорода, растворенного в водном растворе, температуры раствора, освещения поверхности кристалла и т. п. Это говорит о том, что кинетика процессов травления может быть чрезвычайно сложной и трудной для изучения. [c.401]

Зависимость отношения отражающей способности травленой поверхности кристалла кварца 101 к отражающей способности полированной поверхности от длины волны 21 [c.225]

Определение типа и концентрации дефектов кристаллической решетки, выходящих на поверхность кристаллов, производится главным образом методом электронной микроскопии. Для выявления дефектов применяется химическое или ионное травление свежих сколов кристаллов, позволяющее охарактеризовать своеобразные структуры минералов, однако интерпретация полученных результатов чрезвычайно затруднена из-за неопределенной кристаллографической ориентации граней кристалла. Кроме того, возникают трудности, связанные с получением качественных реплик с поверхности пористых образцов. Несомненно, что исследование минералов при использовании просвечивающих электронных микроскопов позволило бы получить больший объем информации о дефектности структуры минералов, если бы было возможно без особых затруднений приготавливать для анализа образцы требуемой толщины. Рельеф поверхности скола не дает прямой информации о направлении и величине вектора Бюргерса наблюдаемых дислокаций, что затрудняет идентификацию отдельных видов этих дефектов, однако электронно-микроскопическая картина поверхно- [c.236]

Рассмотрим, как связаны дислокации с образующимися при травлении ямками. Нарушения в решетке приводят к появлению на поверхности кристалла областей с различной энергией химических связей. Это вызывает изменения энергии активации процесса химического травления. В тех местах поверхности, где энергия активации минимальна, происходит наиболее интенсивное травление, что и приводит к образованию ямок. При выявлении мест выхода дислокаций на кристаллической плоскости (П1) ямки травления имеют форму треугольных углублений. [c.91]

Энергия активации реакции травления зависит от полной потенциальной энергии атомов на поверхности кристалла, т. е. от суммарной энергии химических связей, соединяющих данный атом с окружающими его соседями. Различные участки поверхности одного и того же кристалла могут отличаться количеством и характером расположения химических связей, что приводит к неодинаковой величине энергии активации на этих гранях. Поэтому [c.106]

Для объяснения полирующего травления необходимо рассмотреть процесс диффузии молекул травителя из глубины раствора к поверхности кристалла. Следует сказать, что диффузионная теория в математическом отношении достаточно громоздка и требует решения некоторых дифференциальных уравнений. Многие важные выводы этой теории могут быть понятны только после такого решения. Что касается этих выводов, то они приведены ниже почти бездоказательно, сама же причина, вызывающая полирование поверхности при травлении, может быть пояснена следующими рассуждениями. [c.107]

Если окружить кристалл очень тонким слоем травителя, то концентрация молекул в этом слое, а потому и скорость процесса травления будут довольно быстро уменьшаться. Спустя некоторое время травление вообще прекратится, так как все молекулы травителя вступят в реакцию и их концентрация станет равной нулю. Точно такой же процесс происходит и при большом объеме травителя, однако в этом случае обедненный слой вблизи поверхности кристалла пополняется новыми молекулами, приходящими за счет диффузии из толщи раствора. Суммарная скорость диффузион- [c.107]

В первый момент травления концентрация молекул травителя у поверхности кристалла совпадает с этой величиной в глубине раствора и скорость диффузии поэтому равна нулю. Скорость реакции травления при этом максимальна, так как концентрация молекул травителя вблизи поверхности имеет наибольшее возможное значение. В результате протекающего процесса концентрация молекул травителя у поверхности кристалла С падает, что приводит к образованию обедненного слоя и к уменьшению скорости реакции, а суммарная скорость диффузии при этом возрастает. Спустя некоторое время после начала травления скорость диффузии становится равной скорости химической реакции и дальнейшие из менения в составе поверхностного обедненного слоя травителя прекращаются [c.108]

Необходимо также отметить, что при выявлении очень маленьких по геометрическим размерам неоднородностей применение полирующих травителей более эффективно, чем селективных. Для правильного понимания этого явления следует учесть, что при химическом полировании концентрация молекул травителя вблизи поверхности кристалла различна и зависит от энергии активации, т. е. от микроструктуры данного участка поверхности. С другой стороны, концентрация молекул травителя изменяется за счет процессов диффузии относительно плавно и не может скачкообразно принять другое значение. Иными словами, можно утверждать, что в пределах небольшого объема, определяемого так называемой диффузионной длиной, концентрация молекул травителя практически постоянна. Отношение скоростей травления для двух участков поверхности кристалла, находящихся на расстоянии, не превышающем диффузионной длины, определяется поэтому только разницей в энергиях активации, т. е. в микроструктуре рассматриваемых участков [c.110]

Результирующая скорость травления при стационарном процессе определяется единичными скоростями диффузии и химической реакции на поверхности кристалла. [c.111]

В заключение заметим, что скорость электролитического травления полупроводника п типа может быть резко повышена при освещении поверхности кристалла. Это объясняется тем, что в данном случае происходит генерация неравновесных электроннодырочных пар. Увеличение концентрации свободных электронов на поверхности кристалла приводит к возрастанию обратного тока через р — п переход. Такой же результат может быть достигнут прн инжекции через контакт, расположенный вблизи обрабатываемой поверхности на расстоянии, не превышающем диффузионную длину . При этом плотность обратного тока, а следовательно, и скорость травления возрастает за счет увеличения концентрации дырок в объеме кристалла (т. е. в п области). [c.203]

Таким образом, для одновременного обеспечения низкого уровня обратных токов и высоких значений пробивных напряжений необходимо создать условия, в которых величина поверхностного потенциала ф - была бы близка нулю. Действительно, в этом случае на поверхности кристалла будут отсутствовать как инверсионные, так и обогащенные слои. Указанное условие (ф я О) может быть выполнено при контакте поверхностной окисной пленки с атмосферой сухого воздуха. Необходимо также, чтобы в окисной пленке не содержалось заметного количества молекул кислот и окислителей или оснований и восстановителей. В связи с этим заметим, что свободная от примесей окисная пленка образуется после химического или электролитического травления и тщательной промывки кристаллов в протоке специально очищенной воды. Такой технологический цикл способствует также удалению ионов с поверхности кристаллов, что уменьшает скорость поверхностной рекомбинации. [c.214]

В местах выхода дислокаций на поверхность кристалла после травления образуются микроскопические углубления ( ямки травления ), которые легко наблюдать в микроскоп. Форма ямок зависит от ориентации кристаллографических плоскостей, подвергающихся травлению (от индексов грани). Например, на плоскостях 111 германия и кремния получаются ямки треугольные Л, на плоскостях 100) — квадратные и на плоскостях (ПО) —прямоугольные Г 1. [c.140]

В результате экспериментов было установлено, что оптимальная средняя температура кристалла составляет 900—1100° С, тогда как в импульсе на поверхности кристалла температуру следовало доводить до 2000° С и выше. Хотя, как известно, температура графитации алмаза составляет 1500—1700° С, перехода алмаза в графит не происходит, вероятно, вследствие малой продолжительности импульса, во время которого не успевает образовываться критический зародыш графита. Продолжительность импульса пересыщения менялась от 5-10" до 10 сек, а продолжительность пауз между ними от 5-10 до 5-10" сек. При больших частотах импульсов их влияние уменьшается, очевидно, вследствие тепловой инерции затравочного кристалла алмаза, а при продолжительных импульсах (более 2 сек.) происходит растрескивание и графитация алмаза. Перед опытом поверхность монокристалла алмаза делалась матовой травлением на воздухе с целью локализации и усиления нагрева именно самой поверхности. В процессе роста шероховатости постепенно сглаживаются, поэтому на определенном этапе синтеза шероховатость приходится возобновлять. [c.104]

Образование рассматриваемой группы включений происходит в начальный период наращивания. Источниками вакуолей служат каналы гидротермального травления, возникающие в затравке. Крупные отверстия в затравке зарастают медленно и оставляют в наросшем материале выклинивающиеся в направлении перемещения фронта кристаллизации (уплощенные) трехгранные пирамидальные полости, которые нередко не успевают замкнуться и выходят на поверхность кристалла в виде щелей и ограненных каналов. Подобный вид макронеоднородностей принято называть проколами (синоним американского термина порок щелевато-сти ). При многократном доращивании внутри кристалла возникают чередующиеся зоны трубчатых включений (рис. 37). В случае использования затравок с трещинами, двойниковыми швами, мозаичными участками и включениями дефектные зоны интенсивно протравливались и являлись наиболее благоприятными местами для зарождения включений. Менее всего подвержены травлению (по сравнению с вышеописанными образцами) бездефектные природные монокристаллы кварца. [c.128]

Образование блоков в кристалле предотвращается выращиванием его на монокристаллическую затравку со стадией перетяжки , т. е. сужением диаметра кристалла в начале выращивания до 2—3 мм. Во всех кристаллах наблюдаются дислокации. В большинстве случаев эти дислокации направлены нормально к поверхности фронта кристаллизации. Это устанавливается наблюдением за расположением дислокационных ямок, выявленных травлением на серии поперечных срезов кристаллов. Дислокации, зарожденные в зоне резкой смены выпуклой формы фронта кристаллизации на плоскую, ориентируются чаще всего параллельно оси роста, проходя через весь кристалл. При выращивании кристаллов с коническим фронтом кристаллизации дислокации, ориентированные также перпендикулярно фронту кристаллизации, постепенно выводятся на поверхность кристалла. [c.207]

СКОРО значительно ухудшает светопропускание ИАГ. Нарушение стехиометрического соотношения компонентов суш,ественно влияет и на сам процесс выращивания ИАГ изменяется габитус кристалла, т. е. происходит изменение относительных скоростей роста кристалла по различным кристаллографическим направлениям при выращивании из расплава на фронте кристаллизации наблюдается ячеистый рост нарушается гомогенность расплава и происходит захват включений второй фазы в кристалл. И, наконец, в условиях вакуума наблюдается заметное травление боковой поверхности кристаллов ИАГ продуктами испарения расплава. Перечисленные явления ухудшают оптическую однородность ИАГ и уменьшают полезное сечение кристалла. [c.220]

В области температур на 1—5 К ниже температуры плавления кристалла и на 1—5 К выше температуры плавления смеси веществ. При таком способе обработки на поверхности кристалла не наблюдается механических повреждений и загрязнений, так как составы расплава и кристалла отличаются только соотношением компонентов. Прн погружении кристалла в расплав в указанных условиях происходит растворение части кристалла. Равномерность травления обеспечивается изотермической выдержкой кристалла в расплаве в течение 0,01—0,1 ч. Указанным способом можно обрабатывать кристаллические соединения, образующиеся в системах, диаграмма состояний которых близка приведенной на рис. 89, А, В и С — оксиды металлов, причем А ц С могут быть сами соединениями простых оксидов металлов. Тогда диаграмму состояний следует рассматривать как часть общей диаграммы состояний простых оксидов. Кроме кристаллического соединения В в расплаве смеси компонентов А ц С могут обрабатываться также и кристаллы А, С. [c.223]

Изучение травленой поверхности кристаллов твердых растворов, конфигурации, распределения и ориентации ямок травления позволило классифицировать их на структурные (точечные и треугольные) и примесные (округлой формы). На рис. 3 показаны кривые зависимости плотности примесных Рпр и структурных р р ямок травления от количества ZnO в твердом растворе с ЗСаО SiOg. На рис. 4 изображены зависимости степени гидратации от количества ZnO в твердом растворе за различные сроки гидратации. [c.274]

Если проводить травление в раоплавленной буре, то при определенных условиях (темлературе буры и длительности травления) поверхность кристалла становится гладкой и блестящей, т. е. происходкт как бы химическая полировка корунда. Образцы помещают в платиновый тигель с бурой, нагревают в электропечи до 800—860°С и выдерживают при этой температуре в течен1 е 15, 20, 40 и 60 мин, а затем охлаждают вместе с печью. Далее образцы промывают в слабом растворе соляной кислоты. [c.128]

Шлиф-образец закрепляют с помощью пластилина и ручного прессика на планке предметного столика так, чтобы поверхности шлифа и столика были параллельны. Шлиф перед испытанием не протравливается, так как травление искажает результаты. В качестве объекта измерения выбирайт большие кристаллы (около 100 мкм), не содержащие значительных дефектов (пор, трещин, включений). Выбранный груз (от 2 до 200 г) помещают на утолщенную часть штока и производят накол кристалла медленным (10—15 с) перемещением рукоятки против часовой стрелки. При этом шток опускается на поверхность кристалла и алмазная пирамида под действием груза вдавливается в тело материала. По истечении выдержки (5 с) пирамида возвращается в исходное положение, а на поверхности кристалла образуется соответствующий Рис. 54. Алмазная пира-отпечаток. Затем шлиф-образец по- a средством поворота предметного сто- " [c.121]

Метод избирательного травления основан на локальном удалении с поверхности образца атомов или ионов. Б местах выхода дислокаций появляются небольшие ямки. Чаще всего используется химическое, термическое и электролитическое травление, а также избирательное окисление, катодное растворение, ионная бомбардировка. Вещества для травления подбирают эмпирически ввиду сложности физико-химических процессов, происходящих на поверхности кристаллов. Экспериментально установлено, что кристаллы BaTiOa хорошо обрабатываются в орто-фосфорной кислоте, Na l — в уксусной, а для различных соединений с кремнием лучшим травителем служат растворы на основе плавиковой кислоты. [c.157]

Для выявления дефектов структуры, выходящих на поверхность кристаллов, Бойкова А. И. с сотрудниками применила метод селективного химического травления. Плотные спеки твердых растворов 2S травили 1%-ным раствором HNO3 в спирте в течение 40 мин. Со скола травленой поверхности снимали двухступенчатые. целлулоидно-угольные реплики. В результате травления на поверхности кристаллов образовывались ямки размером 0,1 — 0,2 мкм. Дефектность характеризовали двумя параметрами плотностью ямок травления и их ориентацией на поверхности. Плот- [c.157]

Для проверки монокристалличности выращенный кристалл помещают в чашку Петри и протравливают в течение 10—15 мин в 3%-ном растворе Н2О2, содержащем несколько капель NaOH. Записывают результаты наблюдений за травлением поверхности монокристалла. [c.61]

Гидраты окислов германия и кремния (НзОеОз, НгЗЮз и др.) всегда образуются на поверхности кристаллов этих элементов после травления и промывки, т. е. после обычного технологиче- [c.94]

Если окончательный химический состав окисных пленок при упомянутых выше условиях не зависит от применявшегося травителя, то их структура и толщина могут быть весьма различными. Это различие, однако, является не столько качественным, сколько количественным. Так, даже компактные окисные пленки, образующиеся при травлении в смеси НР + HNOз, обладают мелкопористой структурой и не могут надежно изолировать поверхность кристалла от воздействия окружающей атмосферы. В связи с этим заметим, что окисные слои, используемые специально для защиты поверхности, вообще не должны содержать химически связанной воды, а их толщина должна составлять несколько тысяч ангстрем ( 1 Л1к). Такие слои могут быть получены путем высокотемпературного окисления (Т 1300° К) в атмосфере сухого кислорода. По своей структуре и химическим свойствам они соответствуют стеклообразным соединениям типа кварца. [c.117]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов, полупроводниковых схем п р— -переходов основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налетанию молекул (атомов) из газовой фазьг и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закош анизотропии кристалов, так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом,, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано, что различные грани кристаллов вольфрама обладают неодинаковой активностью по отношению к кислороду и разной способностью эмитировать электроны при нагревании между этими свойствами наблюдается коррелятивная зависи.мость. Медь быстрее всего окисляется в направлениях, перпендикулярных граням кубических кристаллов. Обнаружено,, что внутреннее строение пленки СигО определенным образом ориентировано по отношению к поверхности кристаллов меди, что называется явлением эпитаксии. [c.61]

Изучено влияние отклонений от стехиометрии расплава на травление поверхности монокристаллов ИАГ, выращиваемых в вакууме (Р= 1 10 Ч-1 10 Па) методом Чохральского. Выращивание кристаллов осуществлялось на установке Вико в тиглях, изготовленных из сплава на основе молибдена радиусом 3,3 см. Использовались таблеты шихты ИАГ ТУ б—09—26—254—77, сверх-стехиометрические добавки УгОз и АЬОз марок ИтО-В и Хч для спектрального анализа . Скорость выращивания кристалла Змм/ч, частота вращения затравок 13—30 мин , продолжительность пребывания кристаллов ИАГ над зеркалом расплава от 30 до 150 ч. [c.220]

Исследован характер травления боковой поверхности кристаллов ИАГ, выращенных из расплавов а) со сверхстехиометриче-ской добавкой оксида иттрия (мол. доля 2%) б) стехиометрического состава в) со сверхстехиометрической добавкой оксида алюминия (мол. доля 2%) г) со сверхстехиометрической добавкой оксида алюминия (мол. доля 4 %) [c.220]

Установлено, что травящее воздействие испарений расплава на боковую поверхность кристалла усиливается с увеличением соотнощения А120з/У20з>5/3. Поверхность кристалла, выращенного из расплава с избытком оксида иттрия, покрыта редкой сетью бороздок глубиной до 0,05 см. Кристалл, выращенный из расплава стехиометрического состава, покрыт более развитыми субпараллель- ными бороздками глубиной до 0,1 см. У кристаллов, выращенных из расплавов, обогащенных оксидом алюминия, вся боковая поверхность протравлена, бороздки сливаются между собой, образуя густую сеть. Глубина травления достигает 0,3 см. [c.220]

Экспериментально установлено, что наиболее качественная обработка поверхности и селективное травление ИАГ происходят в расплаве эвтектической смеси компонентов У2О3 и А 20з при температурах 2103—2173 К. Время травления —от 5 с до 2 мин. Например, в расплав с соотношением У2О3 А 20з=1 3 при температуре 2103 К 50 К, давлении аргона (марки ОСЧ) в установке Р = 5- 10 Па, с частотой вращения С1) = 30 мин и скоростью опускания 7 мм/мин погружен стержень ИАГ сечення 0,45Х ХО.45 см . Через 2 мин стержень со скоростью 70 мм/мин извлечен из расплава. На длине 1,4 см сечение стержня линейно изменилось от исходного до 0,36X0,36 см. Скорость травления составила 0,45 мм/мин травление происходило равномерно по всей длине стержня. На всех четырех гранях образца наблюдается четкая граница травления поверхности в виде ступени от шероховатой раковистой поверхности к ровной с четкими фигурами селективного травления кристаллов в местах выхода дислокаций (рис. 90). Ямки травления имеют симметрию 4-го порядка. Таким же способом может быть выявлен и другой дефект, называемый гофрировкой соответствующей полосчатости, образование которой обусловливается кристаллизационным переохлаждением. [c.224]

Оптимальные температуры травления кристаллов в расплаве смеси компонентов А и С определяются эмпирически. Кристалл, предназначенный для травления, закрепляется на штоке, режим травления подбирается пробными погружениями нижней части кристалла в расплав. В случае переохлаждения расплава начинается нарастание на кристалл твердой фазы, в случае перегрева расплава кристалл подплавляется оптимальной является область температур расплава, при которых кристалл не оплавляется и не обрастает твердой фазой. В этом случае протравленная поверхность кристалла оказывается свободной от видимых невооруженным глазом остатков расплава и не требует специальной очистки. В то же время при 50-кратном увеличении на поверхности кристалла видны налипшие на нее оптически анизотропные, пластинчатые кристаллы, имеющие форму треугольников, ромбов, шестиугольников (см. рис. 90). Согласно диаграмме состояний системы УгОз — А 20з, в переохлажденном расплаве смеси л У20з уА 20з при х/г/<1/3, кроме жидкой, присутствует твердая фаза а-А 20з. Оптический анализ твердой фазы, нарастающей на кристалл в случае переохлаждения расплава, показал присутствие двух кристаллических фаз ИАГ и а-АЬОз. Учитывая сказанное, а также морфологию пластинчатых кристалликов, налипших на поверхность 224 [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология