🗊Презентация Технологии выращивания кристаллов. Технология полупроводниковых материалов

Технологии выращивания кристаллов По курсу 54ч лекций 27 занятий, 18ч практических занятий, в завершении курса зачет.

Рекомендуемая литература: Таиров Ю.М. Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. М: Высшая школа, 1983. Курносов А.И Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. -М.:"В.Ш." 1980. Нашельский А.Я. Технология полупроводниковых материалов. -М.:"Металлургия", 1987. Медведев С.А. Введение в технологию п/п материалов.-М.:"Высш. шк.", 1970. Запорожский В.П. Лапшинов Б.А. Обработка полупроводниковых материалов. -М.:"В.Ш.", 1988.

Технология п/п материалов родилась с появлением первых, твердотельных электронных приборов. Развитие её отражает развитие п/п приборостроения. Технология п/п материалов родилась с появлением первых, твердотельных электронных приборов. Развитие её отражает развитие п/п приборостроения. Технология п/п материалов включает операции получения высокочистых поликристаллических п/п материалов и выращивание легированных монокристаллов. В зависимости от свойств характеризующих структуру эпитаксиальных слоев изделие может считаться п/п материалом, либо п/п прибором. Для п/п материалов характерны следующие свойства: химический состав, концентрация легирующей примеси, структурное совершенство, электр. параметры. Для п/п приборов : параметры прибора (пробивное напряжение, ВАХ и т. д. Общее число п/п материалов, получаемых в лабораториях и опытно-промышленном производстве, превышает сотню. Однако число серийно производимых п/п-ов невелико и насчитывает не более десятка.

П/п–ая электроника позволила резко уменьшить массу и габариты как самих приборов, так и схем, в которых они используются. Это привело к возникновению нового направления в электронном приборостроении – микроэ П/п–ая электроника позволила резко уменьшить массу и габариты как самих приборов, так и схем, в которых они используются. Это привело к возникновению нового направления в электронном приборостроении – микроэ Класс п/п веществ обширен. В него входят сотни разнообразных материалов, элементов и химических соединений. Последнии могут быть органическими или неорганическими. П/п-ое вещество может находиться в кристаллической или аморфной форме, в твёрдом или жидком состоянии. п/п (индиго, антрацен) обладают рядом ценных свойств для фотоприборов. Из них изготавливают термисторы, пьезоэлементы, детекторы ИК излучения, лазеры и др. приборы. Интерес к ним вызван тем, что п/п-ые свойства сочетаются в них с эластичностью. Это позволяет изготавливать из них элементы приборов в виде гибких лент и волокон. К числу п/п следует отнести в первую очередь насыщенный водородом аморфный кремний -Si-H, который широко применяется для изготовления маломощных солнечных батарей. Затем идут получаемые быстрым охлаждением различные сплавы халькогенидов (селениды сурьмы, мышьяка), сплавы оксидов кремния и натрия, тройные соединения кадмия и германия с мышьяком, фосфором и сурьмой. Последние относящиеся также к классу п/п веществ могут являться оксиды металлов, представляющие смесь оксидов железа, хрома, цинка, никеля и т.д.

Однако основными п/п-выми материалами, служащих для изготовления большинства п/п приборов и интегральных схем, являются Их разделяют на простые и сложные. Однако основными п/п-выми материалами, служащих для изготовления большинства п/п приборов и интегральных схем, являются Их разделяют на простые и сложные. К первым относят некоторые элементы периодической системы Менделеева, обладающих п/п-ми свойствами. Их 12 это бор-В, углерод-C, Si, P, сера-S, Ge, As, Se, Su, сурьма-SЬ, теллур–Те, йод-I и называемые Наиболее широкое применение как самостоятельные п/п-ые материалы нашли только три из них: Ge, Si, Se- селен. Остальные используются в качестве легирующих добавок к Ge и Si или являются компонентами сложных п/п материалов. В группу входят химические соединения, включающие в себя два и более элементов. (Например арсенид галлия GaAs, селенид цинка и фосфора ZnSiР2). Полупроводниковые материалы этой группы, состоящие из двух элементов, называются бинарными соединениями и имеют наименование того компонента, у которого металлические свойства выражены слабее. (Например: соединение содержащие мышьяк, называют арсенидами, серу–сульфидами, теллур–теллуридами, углерод -карбидами, сурьму–антимонидами).

Сложные п/п материалы объединяют по номеру группы периодической системы элементов Менделеева и обозначают буквами латинского алфавита (А-первый компонент соединения, В-второй, С-третий) с цифровыми индексами (римские цифры обозначают группу элемента, а арабские-стехиометрический коэффициент. Например : InP -АIII ВV, Вi2Te3 – АV2ВVI3). Сложные п/п материалы объединяют по номеру группы периодической системы элементов Менделеева и обозначают буквами латинского алфавита (А-первый компонент соединения, В-второй, С-третий) с цифровыми индексами (римские цифры обозначают группу элемента, а арабские-стехиометрический коэффициент. Например : InP -АIII ВV, Вi2Te3 – АV2ВVI3). Твёрдые растворы п/п материалов обозначают символами входящих в них элементов с индексами, которые определяют атомную долю этих элементов в растворе. (Например тв. раствор германий-кремний в общем виде Si1-x Geх, где индекс Х-атомная доля компонента тв. раствора, изменяющаяся 0 <х<1). лектронике.

По степени совершенства решётки, кристаллы можно разделить на идеальные и реальные, а составу - на стехеометрические и нестехиометрические. По степени совершенства решётки, кристаллы можно разделить на идеальные и реальные, а составу - на стехеометрические и нестехиометрические. - это кристаллы, каждый атом которых находится в положении, характеризуемом минимумом потенциальной энергии, т.е. атом упорядоченно расположен как к ближайшим атомам кристаллической решётки, так и к атомам всего объёма кристалла. Стехиометричностью принято называть пропорциональность массового состава входящих элементов, атомным массам в химической формуле вещества, образующих кристалл. Если массовый состав вещества пропорционален его химической формуле, то кристалл стехиометрически идеален. Следовательно можно утверждать, что идеальные кристаллы по составу являются стехиометрическими. , представляющая собой наименьший объём кристаллического вещества в виде параллелепипеда, перемещая который вдоль трёх независимых направлений, можно получить кристалл; , определяемая как длина элементарной ячейки вдоль одной из осей; , показывающие направления кристалла и определяемые рёбрами элементарной ячейки.

(рис. 1) состоит из атомов, лежащих в вершинах куба. Типичным материалом с такой структурой является хлористый цезий (Сs), в решётке которого последовательно чередуются положительные ионы цезия и отрицательные ионы хлора. (рис. 1) состоит из атомов, лежащих в вершинах куба. Типичным материалом с такой структурой является хлористый цезий (Сs), в решётке которого последовательно чередуются положительные ионы цезия и отрицательные ионы хлора.

Приведённые кристаллические решётки характеризуются следующими параметрами: Приведённые кристаллические решётки характеризуются следующими параметрами: координационное число - число ближайших соседей данного атома; межатомное расстояние - кратчайшее расстояние между двумя соседними атомами элементарной ячейки; коэффициент компактности, характеризующий плотность упаковки атомов в кристаллической структуре.