Кремний электропроводность

Наиболее часто вследствие простоты и технологичности применяют омические контакты из алюминия. Если выводы подсоединяют пайкой, на алюминий дополнительно наносят слой золота. Омические контакты на кремнии электропроводности и-типа выполняют из золота, которое для улучшения адгезии вжигают при 370-500° С. Высокотемпературные контакты на кремнии получают последовательным нанесением слоя хрома, а затем никеля, который допускает пайку обычными припоями. Большое распространение получили алюминиевые контакты с подслоем титана, который обладает высокой адгезией к кремнию. Так как слой титана на воздухе быстро окисляется, что препятствует надежному присоединению электрического вывода, на него наносят слой золота, серебра или никеля. [c.5]

Какое влияние на электропроводность кремния оказывают небольшие примеси бора или фосфора [c.641]

Атомные кристаллы (рис. 1.9, а) построены из нейтральных атомов, между которыми возникает ковалентная связь. Это весьма прочный тип связи ее энергия составляет (8—12). 10 кДж/моль. Кроме того, ковалентная связь отличается направленностью , что сообщает телам, обладающим такой структурой, очень большую твердость, высокую температуру плавления, малые испаряемость и растворимость, низкие тепло- и электропроводности. Таковы углерод (алмаз), бор, кремний и некоторые органические вещества. [c.37]

НОЙ упа ковке. По такому структурному типу кристаллизуются также карбид кремния, кремний, германий и серое олово. Прочность связей в структурах может сильно различаться. В алмазе неполярные ковалентные связи очень прочны. В других веществах заметными становятся металлические свойства, проявляющиеся в увеличении электропроводности, В структурном типе цинковой обманки кристаллизуются многие полупроводниковые соединения. [c.357]

Технический карборунд отличается высокой электропроводностью с отрицательным температурным коэффициентом. Тип проводимости определяется характером примесей. Чистейший карборунд не электропроводен. Карбид кремния обладает высокой теплопроводностью — 18—20 Вт/м-град при 225 °С и И— 16 Вт/м-град при 1400 °С. [c.19]

Свойствами, которые резко отличают металлы от неметаллов, являются непрозрачность и характерный металлический блеск металлов в твердом и жидком состояниях, их высокая пластичность (способность прокатываться в тонкие листы и вытягиваться в тонкие нити) и, что особенно существенно, высокая тепло- и электропроводность. Следует отметить, что в отличие от некоторых элементов (бор, кремний), обладающих полупроводниковыми свойствами, металлы понижают свою электропроводность при нагревании. [c.107]

Однако в отличие от углерода атомы кремния как элемента третьего периода л-связей друг с другом образовывать не могут. Поэтому для кремния не характерна аллотропия, ои образует одну алмазоподобную модификацию, где атомы кремния связаны только а-связями за счет перекрывания 5рЗ-гибрид-ных орбиталей. Такой кристаллический кремний представляет собой темно-серое металловидное тело, обладающее электропроводностью, т. е. кремний по физическим свойствам близок к металлам. Так называемый аморфный кремний (коричневый порошок) не является аллотропной модификацией. Он представляет собой мелкокристаллическую форму алмазоподобной модификации. [c.249]

Как видно из табл. 26, у углерода самый малый для элементов этой группы радиус атома, высокий ионизационный потенциал, большая температура плавления. Это характерно для типичного неметалла. Типичным неметаллом является также кремний. У германия проявляются некоторые металлические свойства, а олово и свинец — металлы. Они больше сходны по свойствам друг с другом, чем с германием. Сказывается экранирующее действие электронных подуровней, снижающих притяжение валентных электронов к ядру атома. Например, по электропроводности белое олово и свинец — проводники, германий, кремний и серое олово (а-Зп) — полупроводники, а углерод в виде алмаза — диэлектрик. [c.231]

В состав сплава могут входить и неметаллы (например, углерод, кремний, бор). Свойства сплавов отличаются от свойств веществ, его образовавших. Часто даже незначительное введение компонента приводит к резкому изменению качества исходного металла (твердости, электропроводности, пластичности). Приводим краткие сведения о сплавах, наиболее широко используемых в технике. [c.321]

Соединения ванадия, ниобия и тантала с азотом, углеродом, кремнием и бором обладают металлической электропроводностью, растущей с понижением температуры и переходящей в сверхпроводимость, как и у чистых металлов. [c.96]

Кристаллы некоторых элементов, например кремния и германия, отличаются тем, что связь между составляющими их атомами имеет частично ковалентный характер. Поэтому в таких кристаллах электроны из валентной зоны не могут легко переходить в зону проводимости, как в металлах. Между этими двумя зонами существует запрещенная зона, через которую электроны должны перескочить , чтобы попасть в зону проводимости. Такие скачки в подобных твердых телах, которые называются полупроводниками, могут осуществляться лишь в результате некоторого возбуждения, вызываемого, например, облучением светом. При этом происходит разрыв ковалентной связи между соседними атомами и освобождаются электроны. Именно эти электроны переходят в зону проводимости и обеспечивают электропроводность. Выше уже упоминалось, что ковалентная [c.164]

Плавление сопровождается увеличением плотности (приблизительно на 9%), т. е. кремний в этом отношении подобен льду. Резко (в 20 раз) возрастает при плавлении и электропроводность кремния. [c.587]

Из свойств карборунда наиболее практически важна его твердость, уступающая лишь твердости алмаза. В связи с этим карборунд широко применяется для обработки твердых материалов. В частности, из него обычно изготовляют круги точильных станков. Карборунд обладает хорошей теплопроводностью и полупроводниковыми свойствами (я-типа), которые сохраняются до 1000°С (тогда как у элементарного кремния они теряются уже выше 250 °С). Он находит использование также при изготовлении электропечей, однако для этой цели чаще применяют т. н. с и л и т, получаемый обжиганием при 1500 °С (в атмосфере СО или N2) массы, сформованной из смеси карборунда, кремния и глицерина. Силит обладает механической прочностью, химической стойкостью и хорошей электропроводностью. [c.592]

Полупроводники имеют такую же зонную структуру как изоляторы, и при 7 = 0 К ведут себя точно так же, т. е. не проводят электрический ток. Однако ширина запрещенной зоны у них относительно невелика, и при тепловом возбуждении заметное число электронов попадает из заполненной валентной зоны в пустую до этого (при О К) зону проводимости (см. рис. 7.6, в). При повышении температуры число таких электронов и как следствие электропроводность увеличиваются. Типичными полупроводниками являются упоминавшиеся выше кремний, германий, серое олово, имеющие структуру алмаза, но узкую запрещенную зону. [c.137]

Рис. 5. Зависимость поверхностной концентрации от средней электропроводности слоев р-типа в кремнии л-типа при диффузии из бесконечного источника

Анодная масса должна быть высокой чистоты в ней может находиться только минимальное количество золы, содержащей окислы железа и кремния. Анодная масса делится на четыре сорта нулевой сорт с содержанием золы не более 0,45%, первый — до 0,65%, второй — до 0,85% и третий, где золы не более 1,25%. Кроме чистоты, обожженная анодная масса должна быть достаточно механически прочной, малопористой (плотной), обладать высокой электропроводностью и стойкостью против окисления на воздухе. [c.265]

К каждой из двух частей диаграммы полностью относится сказанное о диаграмме 5, с тем отличием, что роль второго компонента (А или В) играет соединение А В , состав которого отвечает точке О. Наличие соединения подтверждается минимумами или максимумами на кривых электропроводности, твердости и т. д. Подобного рода диаграммы (иногда осложненные образованием твердых растворов) имеют системы магний — кремний, магний — германий, магний — олово, кальций — кремний и др. по ним установлено существование соединений типа А В (Мд З и т. д.), имеющих определенный тип строения [c.37]

Электропроводность примесного карбида кремния растет примерно до 600° С, затем ее рост задерживается из-за падения подвижности носителей и даже начинает уменьшаться до появления собственной проводимости, которая начинает проявлять себя в интервале 1400— 1500° С. Ширина запрещенной зоны собственно карборунда a = = 2,86 эв (при 0° К А = 3,1 эв). [c.292]

Если радиусы атомов кремния и металла близки, то при небольшом содержании кремния образуются металлические структуры, построенные по типу замещения. При заметном различии радиусов и большом количестве кремния образуются сложные структуры, характеризующиеся прочными ковалентными связями между атомами кремния, часто с полупроводниковыми свойствами. Однако многие из них имеют высокую электропроводность и способность переходить в сверхпроводящее состояние. [c.325]

Карборунд обладает довольно высокой электропроводностью и используется при изготовлении электропечей. Еще чаще для этого применяют т.н. си-л и т, получаемый обжигом ири 1500 °С (в атмосфере СО или N2) массы, сформованной из смеси карборунда, кремния и глицерина. Силит обладает механической прочностью, химической стойкостью и хорошей электропроводностью (которая с повышением температуры возрастает). [c.328]

Согласно схеме, представленной на рис. 26.4, б, полупроводники занимают промежуточное положение между металлами и неметаллами. У них, как и у неметаллов, валентная зона полностью заполнена электронами, но энергия необходимая для перехода электрона в зону проводимости, невелика (например, для германия = == 0,7 эВ, для кремния 1,10 эВ). Поэтому кристаллы таких веществ при нагревании становятся электропроводными. При снятии внешнего поля электроны возвращаются в нижнюю, валентную зону и кристалл снова становится непроводником. Рост электрической проводимости с увеличением температуры—одно из отличительных свойств полупроводников (у металлов наоборот). [c.340]

В группе 1УБ разница между свойствами первого и последнего членов группы максимальна. От неметаллических элементов—углерода и кремния, через германий — металлоид, с промежуточными свойствами, происходит переход к олову и свинцу, которые являются металлами. Углерод и кремний имеют ковалентную макромолекулярную структуру. Углерод (исключая графит) является изолятором. Кремний и германий обладают полупроводниковыми свойствами. Олово и свинец, имея металлическую структуру, электропроводны, кроме а-олова со структурой типа алмаза. [c.504]

Обычно ионные криста.длы отличаются небольшой широтой области гомогенности (1—5%), однако к таким кристаллам уже нельзя полностью применять закон постоянства состава. Значительно больше широта области гомогенности у соединений металлов с углеродом, бором, кремнием, азотом, водородом и кислородом, сохраняющих до известной степени металлический характер связи (электропроводность). [c.117]

Кремни значительно улучшает механические свойства меди, при этом электропроводность сплава снижается незначительно. [c.145]

Бор, кремний и германий — металлоиды со свойствами, промежуточными между свойствами металлов и неметаллов. Электропроводность бора, например, равна Ы0 Ом -см- это средняя величина между значениями для металлов (например, 4-10 Ом -см- для алюминия) и неметаллов (например, 2-10 для алмаза). В соответствии с этим они проявляют склонность к предпочтительному образованию кислородных кислот, а не катионов в солях. [c.512]

Кремний кристаллизуется в такой же кристаллической решетке, как алмаз. Но в кремнии, как в металлах, не все валентные электроны закреплены за атомами, всегда содержатся блуждающие электроны, придающие кремнию электропроводность кремний относится к полупроводникам. Легко принять свободный кремний за металл и по внешнему виду — по блеску, с.чоднаму с металлическим. [c.107]

Со многими металлами кремний образует силициды (МдаЗ , Ре51, Сгз51, Мп581з и др.). Это твердые тугоплавкие вещества. Большинство силицидов похожи на интерметаллические соединения они электропроводны и имеют составы, не отвечающие обычным степеням окисления элементов. [c.376]

Крупнейшей вехой в промышленном развитии углеграфитовых материалов явилось изобретение Г. Ачесоном (1896 г., США) и Жираром и Стрее (1893 г., Франция) на основе изучения работы печей по производству карбида кремния электротермического способа получения искусственного графита. Это позволило перейти к производству электрографитированных электрощеток, повысить их электропроводность, улучшить смазывающие свойства и резко повысить коэффициент использования электрических машин. [c.11]

Извлекаемый из электролизных ванн алюминий часто не является конечным продуктом, его называют алюминием сырцом или черновым алюминием. Он содержит газы (Hj), примеси в виде глинозема, карбида и нитрида алюминия, углерода и металлов (кремний, железо, медь). В зависимости от чистоты исходных материалов содбржание алюминия в черновом металле может колебаться в пределах 98,0—99,5%. Примеси ухудшают механические свойства алюминия и его коррозионную стойкость, а также снижают его электропроводность. [c.502]

Так как свойства вещества — механические, электрические, оптические, химические — определяются энергетическим состоянием валентных электронов, то в первую очередь нас интересует соответствующий участок энергетического спектра. Параметры последнего — значения ширины валентной, запрещенной зон, зоны проводимости и положение различных локализованных уровней — могут быть определены путем изучения оптических спектров, электропроводности и других свойств твердого вещества (см. гл. IX). Зная эти параметры, можно решать обратную задачу определять по ним неизвестные нам свойства вещества. Не случайно общепринятое деление твердых веществ на изоляторы, проводники, полуметаллы и металлы основывается на значениях ширины запрещенной зоны. Возьмем, например, ряд простых веществ алмаз, кремний, германий, олово, свинец. Каждое из этих вещёств по-своему замечательно и каждое используется как незаменимый материал, но в совершенно различных областях техники, а кремний и германии находят применение в полупроводниковой технике. Природа данных веществ изменяется скачками, как атомные номера соответствующих элементов. Скачками изменяется и ширина запрещенной зоны при переходе от одного аналога к другому. Для алмаза эта величина составляет 5,6 эВ. Это — изолятор, самое твердое из веществ. Для кремния она равна 1,21 эВ. Такой энергетический барьер уже много доступнее для валентных элек- тронов отсюда полупроводниковые свойства данного вещества. Ширина запрещенной зоны германия 0,78 эВ — он полупроводник с высокой подвижностью носителей тока — электронов и дырок. Наконец, серое олово по ширине запрещенной зоны, равной всего 0,08 эВ, занимает последнее место в данном ряду и относится скорее к металлам, чем к полупроводникам, а белое олово — настоящий металл. Так с изменением ширины запрещенной зоны закономерно изменяется природа твердого вещества. [c.105]

Физические свойства простых веществ. В соответствии с характером изменения структуры и типа химической связи закономерно из.меня-ются и свойства простых веществ — их плотность, тe шepaтypa плавления и кипения, электропроводность и др. Так, аргон, хлор и сера в твердом состоянии являются диэлектриками, кремний — полупро- [c.256]

Элементарные кремний и германий представляют собой полупроводниковые материалы, которые в настоящее время очень широко применяются для производства транзисторов, термистеров, фотоэлементов и других деталей радиоэлектроники, радио- и электротехники. Электропроводность кристаллических германия и кремния (и других полупроводников) в значительной степени обусловлена ничтожными примесями атомов других элементов, замещающих атомы германия и кремния в их кристаллических решетках. Появление некоторого числа свободных слабосвязанных электронов или электронных вакансий, так называемых дырок, придает кристаллам полупроводниковых материалов свойство избирательной проводимости отрицательной — электронной — или положительной — дырочной. Электропроводность полупроводников определяется не только природой и концентрацией примесных элементов (которая, вообще говоря, обычно бывает очень мала атома примеси на 10 —10 атомов основного элемента), но и физическими [c.104]

Веществ, обладающих атомными решетками, сравнительно мапо. К ним принадлежат алмаз, кремний и некоторые неорганические соединения. Эти вещества характеризуются высокой твердостью (алмаз — самое твердое естественное вещество), они тугоплавки и нерастворимы практически ни в каких растворителях. Такие их свойства обусловлены прочностью ковалентной связи. Если атомы в кристаллической решетке связаны только <т-связями, то вещество не проводит электрического тока и является изолятором (кварц). Если в атомной кристаллической решетке присутствуют делокализованные тг-связи, то вещество может иметь хорошую электропроводность (графит). Попытка сдвига одних участков кристаллической решетки относительно других приводит при достаточном усилии к ее разрушению, что связано с разрывом кова.пентных связей, обладающих направленностью. Количество ближайших частиц в кристаллической решетке, окружающих выбранную, назывгьется координационным числом. Координацрюн-ное число в атомных решетках определяется числом <т-связей центрального с окружающими его атомами и, в силу насыщаемости ковалентной связи, не достигает больших значений. Часто оно равно четырем. [c.160]

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]

С азотом, углеродом, кремнием й бором все три элемента образуют только металлоподобные нитриды, карбиды, силиды и бориды — тугоплавкие соединения, обладающие металлической электропроводностью. [c.239]

С серой марганец образует сульфид MnS, а рений — сульфиды ReSa и RejS,. С азотом, углеродом, кремнием и бором марганец и рений образуют нитриды, карбиды, силиды и бориды различного состава некоторые из них обладают металлической электропроводностью. [c.249]

По химическому составу полупроводники весьма разнообразны. К ним относятся элементарные вещества, как, например, бор, графит, кремний, германий, мышьяк, сурьма, селен, а также многие оксиды ( uaO, ZnO), сульфиды (PbS), соединения с индием (InSb) и т. д. и многие соединения, состоящие более чем из двух элементов. Известны и некоторые органические соединения обладающие полупроводниковыми свойствами. Таким образом, к полупроводникам относится очень большое число веществ. Обусловлены полупроводниковые свойства характером химической связи (ковалентным, или ковалентным с некоторой долей ионности), типом кристаллической решетки, размерами атомов, расстоянием между ними, их взаиморасположением. Если химические связи вещества носят преимущественно металлический характер, то его полупроводниковые свойства исключаются. Зависимость полупроводниковых свойств от типа решетки и от характера связи ясно видна на примере аллотропных модификаций углерода. Так, алмаз — типичный диэлектрик, а графит — полупроводник с положительным температурным коэффициентом электропроводности. То же у олова белое олово — металл, а его аллотропное видоизменение серое олово — полупроводник. Известны примеры с модификациями фосфора и серы. [c.298]

В главах III—VIII основное внимание уделено электропроводности полупроводников, процессам генерации и рекомбинации носителей заряда, электрическим явлениям на поверхности полупроводников при их контакте между собой, с металлами, водными растворами и газовыми средами, а также вопросам химического травления, термодинамической устойчивости различных соединений германия и кремния и основным методам стабилизации поверхностных свойств полупроводников. [c.5]

Для оценки влияния примесных атомов на электропроводность полупроводника необходимо определить изменение полной потенциальной энергин системы при переходе одного электрона с примесного уровня в зону проводимости. Эта величина называется энергией активации донорных примесей —А до и для ее расчета следует воспользоваться методами, которые были применены в 8 при определении ширины запрещенной зоны —Ниже мы не пойдем по этому пути, а просто покажем, что энергия акти-фВации донорных примесей не может быть большой отрицательной величиной. Для этого прибегнем к следующим рассуждениям. Энергия ионизации атомов элементов, применяющихся в качестве донорных примесей, находятся в пределах 4—10 эв (см. табл. 1). При отрыве электрона, находящегося на первой возбужденной орбите, необходимо затратить энергию, в 2—4 раза меньшую, чем энергия ионизации, т. е. 1—5 эв. Такой результат мы получаем на основании формулы (44), при выводе которой предполагалось, что ионизируемые атомы находятся в среде с диэлектрической проницаемостью е, равной 1. В случае, когда е> 1, энергия ионизации уменьшается в е раз. Значения диэлектрической проницаемости для кремния и германия равны соответственно 11 и 16. Отсюда следует, что энергия ионизации донорных примесей в кристаллах этих элементов должна находиться в пределах от — эв =0,06 до — эв = 0,45 . С другой [c.126]

Соединения с кремнием. Силицидов титана известно два TijSi и TiSig. Они получаются аналогично карбидам, обладают электропроводностью, очень тверды и тугоплавки. Еще большей твердостью и тугоплавкостью обладает карбосилицид титана, имеющий твердость выше 10 и т. пл. 3950° С. [c.298]

В кристаллическом состоянии кремний хорощо проводит тепло. Его электропройодность составляет 0,007 (для обычного) —0,000001 (для особо чистого) от электропроводности ртути, причем при нагревании она не понижается (как то характерно для металлов), а повышается. Повышается она и с увеличением давления, а при 120 тыс. ат кремний приобретает свойства металла. Теплота плавления кремния равна II, теплота атомизации — 108 ккал1г-атом. [c.587]

Этиленглпколь и Ы-метилацетамид чаще всего применяются в качестве органических растворителей для приготовления электролитов при анодном окислении кремния. Кроме них иногда применяют и другие вещества с различными солевыми добавками. Несмотря на то что подбор электролитов осуществляется эмпирически, можно сформулировать ряд общих требований к их компонентам. Во-первых, органический растворитель должен обладать достаточно высокой диэлектрической проницаемостью, что позволяет проводить процесс анодирования при высоких напряжениях без разрушения электролита. Во-вторых, он должен быть достаточно полярным, чтобы обеспечить требуемую растворимость солевых добавок. В-третьих, вводимая в электролит соль не только должна увеличивать электропроводность раствора, ио и содержать в своем составе кислород. [c.119]

Германий тоже кристаллизуется в решетке типа алмаза. Каждый его атом окружен четырьмя другими, находящимися на расстоянии 0,243 нм. Кристалл хорошо очищенного германия — полупроводник. Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре 0,72 эВ. Электропроводность порядка 10 Ом" - м растет с температурой. Плавление германия сопровождается увеличением координационного числа от 4 до 7. Одновременно возрастает и межатомное расстояние до 0,28 нм [19, 33, 34]. Резкое изменение структуры при плавлении сопровождается очень большим приростом энтропии, Д5пл=28,85 Дж/К X Хмоль, и скачкообразным увеличением электропроводности. Жидкий германий — металл (подробнее см. [21, 33]). Фазовые диаграммы германия и кремния похожи. Кривые плавления имеют отрицательные производные с1Т1йР. [c.202]

Физические свойства. Полученный указанными выше способами аморфный кремний представляет собой бурый порошок с температурой плавления 1420°С. Существует и другая аллотропная модификация кремния — кристаллический кремний. Это твердое вещество темно-серого цвета со слабым металлическим блеском, обладает тепло-и электропроводностью. Кристаллический кремний получают перекристаллизацией аморфного- кремния. Аморфный кремний является более реакционноспособным, чем химически довольно инертный кристаллический кремний. Кристаллический кремний — полупроводник, его электропроводность возрастает при освещении и нагревании. Это обусловлено строением кристаллов. Структура кристаллического кремния аналогична структуре алмаза. В его кристалле каждый атом окружен тетраэдрически четырьмя другими и связан с ними ковалентной связью, хотя эта связь значительно слабее, чем между атомами углерода в алмазе. В кристалле кремния даже при обычных [c.419]

Электропроводность кристалла зависит от разности энергетических уровней валентной зоны и зоны проводимости, или, как говорят, от ширины запрещенной зоны. У полупроводников с неширокой запрещенной зоной перевод электронов в зону проводимости может происходить при освещении (явление фотопроводности). Запрещенная зона у кремния составляет А.Е - 1,1 эВ. Кремний освещается светом с v=5-10 с (желтый свет). Возникает ли проводимость [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология