Монокристалличность
Cтраница 3
 |
Электронномикроскопичеекая фотография единичных кристаллов изотактического полистирола. [31] |
Малые размеры единичных кристаллов полимеров затрудняют их подробное исследование. Большей частью ограничиваются изучением таких кристаллов в электронном микроскопе; электрон-номикроскопическое изображение их дает представление о геометрической форме кристаллов и морфологическом строении, а получаемая в некоторых типах электронных микроскопов картина дифракции быстрых электронов - о монокристалличности возникших структур. [32]
В полупроводниковой технологии, кроме очистки веществ и строгого соблюдения условий синтеза и состава соединений, громадное значение имеет получение совершенных монокристаллов. Было сказано, что для полупроводниковых приборов часто нужны пластины, вырезанные по определенным плоскостям монокристаллов. Нарушение монокристалличности затрудняет изготовление приборов с одинаковыми параметрами и нарушает их работу. Кратко остановимся на рассмотрении некоторых методов получения особо чистых веществ и на получении монокристаллов преимущественно полупроводников. [33]
В полупроводниковой технологии кроме очистки веществ и строгого соблюдения условий синтеза и состава соединений громадное значение имеет получение совершенных монокристаллов. Для полупроводниковых приборов часто нужны пластины, вырезанные по определенным плоскостям монокристаллов. Нарушение монокристалличности затрудняет изготовление приборов с одинаковыми параметрами и нарушает их работу. Кратко рассмотрим некоторые методы получения особо чистых веществ и монокристаллов преимущественно полупроводников. [34]
Нарушение монокристалличности можно обнаружить визуально по изменению отражения света тех участков поверхности монокристалла, где появились двойники. Однако часто оксидная пленка на поверхности монокристалла затрудняет выявление этого вида дефекта. После травления четкость выявления нарушений монокристалличности резко повышается. [35]
Взаимосвязь между химическими процессами и процессами кристаллизации в большинстве случаев настолько тесная, что рассматривать химическую реакцию просто как удобное средство доставки кристаллизующегося вещества к растущему кристаллу, по-видимому, нельзя. Химические процессы, вернее их локальные сдвиги вблизи активных мест, оказывают непосредственное воздействие на совершенство растущего кристалла. При изготовлении эпитаксиальных пленок кремния путем разложения хлоридов кремния монокристалличность их возможна только тогда, когда температура подложки превышает примерно 1050 С; при разложении же иодидов кремния монокристаллические пленки получаются при температуре 850 - 900 С. Микроморфология поверхности пленок, выращенных хлоридным методом, изменяется в значительной степени при изменении состава газовой смеси и температуры. [36]
Назначение процесса эпитаксии состоит в нанесении тонкого слоя монокристаллического полупроводника на поверхность монокристаллической подложки. Эпитаксиальный слой и подложка часто состоят из различных материалов, постоянные решетки которых не вполне совпадают, поэтому на границе раздела из-за рассогласования решеток возникают дефекты. По этой причине тонкие эпитаксиальные слои трудно получить с хорошей монокристалличностью. [37]
Одновременно с устранением примесей стремятся создать условия для сравнительно легкого выращивания монокристаллов большого размера. В монокристалле металл обладает еще большей пластичностью. Для того чтобы знать, какую долю увеличения пластичности можно отнести за счет химической чистоты, а какую за счет монокристалличности, производили опыт с образцами из металла высокой чистоты, один из них был монокристаллическим, а другой путем механического воздействия был переведен из монокристаллического состояния в поликристаллическое. [38]
В этом случае появляется дополнительный технологический параметр: расстояние между расплавленными зонами i. Большое увеличение скорости перемещения зоны вообще не рекомендуется, так как при этом коэффициенты распределения приближаются к единице. Применение высокочастотных способов создания расплавленной зоны обеспечивает электромагнитное перемешивание расплава и улучшает условия оттеснения примесей. Одним из важнейших факторов эффективной зонной очистки является проведение процесса в условиях, обеспечивающих монокристалличность обрабатываемого слитка. Если слиток поликристалличен, то фронт кристаллизации состоит из многочисленных выступов, растущих в самых разных направлениях с различной скоростью, что часто приводит к механическому захвату капелек сильно загрязненного расплава, а также к концентрации примесей вдоль сильно развитых межзеренных границ. Для достижения необходимой степени очистки число проходов зоны вдоль поликристаллического слитка часто требуется в два раза больше, чем в случае, когда слиток сохраняет монокристалличность. Нередко этому не придается должного значения и считается, что после определенного числа проходов материал достигает некоторого стандартного уровня чистоты, независимо от характера кристаллизации слитка. Это опасное заблуждение при очистке некоторых металлов, для контроля чистоты которых не существует особо чувствительных электрофизических методов, как это имеет место для полупроводников. [39]
 |
Кривые деформации а / ( е ст и зависимости в / ( е для. [40] |
Рассмотрим более детально закономерности упрочнения. Упорядоченное состояние сплава характеризуется более четким различием стадий и возрастанием 9 на переходной, в разупорядоченном сплаве на этой стадии 9 уменьшается. Влияние размера зерна в упорядоченном состоянии значительно слабее. При размерах зерна более 1500 мкм зависимость о / ( е) начинает приобретать черты монокристалличности. [41]
Наиболее интересным аспектом исследований углового распределения атомов, эмиттируемых полупроводниками, является его явно выраженная температурная зависимость. Андерсон и др. [98] установили, что эффект преимущественного испускания распыленных атомов проявляется только в том случае, когда температура мишени превышает некоторую характеристическую величину. Вероятно, именно поэтому в других исследованиях [83, 99] возникали трудности с наблюдением преимущественных направлений выброса атомов из полупроводников. Этот эффект объясняется следующим образом. Выброс атомов в определенных направлениях возможен лишь при условии монокристалличности мишени. При низких температурах мишени повреждения кристаллической решетки в приповерхностном слое, возникающие вследствие его облучения ионами, остаются замороженными, так что вскоре этот слой становится аморфным. При распылении такого слоя картины преимущественной эмиссии, естественно, не наблюдается. При достаточно высоких температурах мишени повреждение решетки, вызванное ударом иона, довольно быстро отжигается, так что следующий ион, падающий на тот же участок мишени, встречается с упорядоченной структурой поверхности. [42]
Поскольку, как показывают расчеты, скорость распространения межфазной поверхности в перегретом кристалле распространяется со скоростью порядка сотен м / с, а скорость ударной волны на порядок больше, внутри ударно-нагруженного кристалла могут быть созданы условия реализации перегретого твердотельного состояния даже если на его поверхности имеет место плавление. В этих экспериментах в области предполагаемого пересечения ударной адиабаты с кривой плавления Тт ( р) обнаружена немонотонная зависимость яркостной температуры на фронте ударной волны от давления ударного сжатия. Однако, неясно, в какой мере излучение фронта ударной волны в твердом теле является равновесным. С другой стороны, известно, что бромистый калий претерпевает полиморфное превращение в процессе ударного сжатия, которое должно нарушать монокристалличность образца и тем самым стимулировать гетерогенное зарождение плавления. [44]
В этом случае появляется дополнительный технологический параметр: расстояние между расплавленными зонами i. Большое увеличение скорости перемещения зоны вообще не рекомендуется, так как при этом коэффициенты распределения приближаются к единице. Применение высокочастотных способов создания расплавленной зоны обеспечивает электромагнитное перемешивание расплава и улучшает условия оттеснения примесей. Одним из важнейших факторов эффективной зонной очистки является проведение процесса в условиях, обеспечивающих монокристалличность обрабатываемого слитка. Если слиток поликристалличен, то фронт кристаллизации состоит из многочисленных выступов, растущих в самых разных направлениях с различной скоростью, что часто приводит к механическому захвату капелек сильно загрязненного расплава, а также к концентрации примесей вдоль сильно развитых межзеренных границ. Для достижения необходимой степени очистки число проходов зоны вдоль поликристаллического слитка часто требуется в два раза больше, чем в случае, когда слиток сохраняет монокристалличность. Нередко этому не придается должного значения и считается, что после определенного числа проходов материал достигает некоторого стандартного уровня чистоты, независимо от характера кристаллизации слитка. Это опасное заблуждение при очистке некоторых металлов, для контроля чистоты которых не существует особо чувствительных электрофизических методов, как это имеет место для полупроводников. [45]
Страницы: 1 2 3 4