Cтраница 2
Германий-редкий элемент, свойства которого близки к свойствам других элементов побочной подгруппы четвертой группы. Подобно олову и свинцу, состояния окисления германия равны 2 и 4; по способности к образованию гетерополикислот германий в какой-то степени напоминает кремний. [16]
Существуют две теории саморастворения германия и кремния: химическая и электрохимическая. Согласно первой теории4 8, процесс происходит в две стадии - окисление германия ( кремния) и растворение образующегося окисла; скорость каждой из двух стадий рассчитывается с точки зрения теории абсолютных скоростей реакции. Суммарная скорость всего процесса в этом случае определяется скоростью наиболее медленной реакции. [17]
Созданный одним из описанных методов транзистор помещают в герметичный и непрозрачный корпус, чтобы свет не вызывал в полупроводнике фотоэлектрического эффекта. В корпусе создают вакуум или заполняют его нейтральным газом, например азотом, чтобы предотвратить окисление германия или кремния кислородом воздуха. Корпуса для мощных транзисторов делают с таким расчетом, чтобы они могли рассеять тепло и тем самым предотвратить чрезмерный нагрев полупроводников. Такой корпус представляет собой теплоотводящий радиатор, он имеет большие размеры. [18]
Очевидно, что характер и скорость цепной реакции существенно зависят от степени повторного использования активированных молекул. Выше мы предполагали, что все активированные частицы ( NO2 и H2NO2), образующиеся у поверхности кристалла, снова участвуют в реакциях окисления германия. На самом деле часть этих молекул диффундирует в глубь раствора, где исчезает, превращаясь в азотную кислоту, или переходит в газовую фазу. Степень повторного использования активированных частиц резко возрастает при кучном расположении большого количества обрабатываемых кристаллов. В этом случае уходящие от поверхности какого-либо кристалла молекулы попадают в приповерхностный слой других кристаллов, где вступают в описанные выше реакции. [19]
Германий имеет два окисла - GeO2 и GeO. АЯ 298 - 128 1 ккал / моль) образуется при сжигании в кислороде как металлического германия, так и его дисульфида GeS2, при гидролизе галогенидов германия и германатов, а также при окислении германия концентрированной азотной кислотой. [20]
Необходимо заметить, что наличие плоских зон не означает отсутствия заряженных слоев на границе раздела с электролитом. При потенциале плоских зон пространственный заряд в полупроводнике равен нулю. Однако вследствие окисления германия ( см. главу III) возникают поверхностные состояния, отрицательный заряд которых будет компенсироваться положительным зарядом ионов в растворе. [21]
Механизм окисления сурьмы явно аналогичен механизму окисления германия ( см. гл. [22]
Четыре заряда, необходимые для растворения одного атома германия, суть два электрона и две дырки. Это находится в согласии с результатами работы Гарретта и Брэттейна [3], которые установили, что при инъекции дырок в анод из германия дырочной проводимости анодный ток изменяется примерно в 2 раза по сравнению с инъектированным дырочным током. Предполагается, что при потенциалах выше пробоя ( - 9 в в ОД N растворе H2SO4) дырки находятся на поверхности в результате лавинного образования пар электрон-дырка в районе пространственного заряда и что кинетика процесса растворения германия не определяется больше диффузией дырок из объема. При очень высоких плотностях тока скорость окисления германия настолько велика, что белая GeOa, образующаяся на поверхности электрода, не успевает раствориться в электролите. [23]
Затем порошкообраз ный германий сплавляется в очень чистой графитовой или кварцевой лодочке при температуре порядка 1000 С. Расплавленный германий напоминает расплавленный свинец. Плавление производится в атмосфере газа ( водород, гелий или аргон), предупреждающего возможность окисления германия. Плавление можно, конечно, проводить и в вакууме, но обычно это менее удобно, чем плавление в газовой среде. [24]
Одной из наиболее интересных сторон вопроса о плоскостных транзисторах, вероятно, является сам способ их изготовления. Двуокись германия нагревается в восстановительной атмосфере водорода при температуре 650 С в течение нескольких часов, в результате чего двуокись германия переходит в порошок германия. Затем этот порошок нагревается в графитовом тигле до температуры около 1000 С. При этой температуре порошок германия плавится; расплавленный германий по своему внешнему виду очень напоминает расплавленный свинец. Все эти операции выполняются в атмосфере водорода или аргона, чтобы предотвратить интенсивное и крайне нежелательное окисление германия кислородом воздуха. [25]