A ellenállása az intrinsic félvezetők
Jellemző félvezetők az ő szennyezettségétől függően vezetési típusú. Ez lehetővé tette számukra, hogy hozzon létre alapján az elektron és a lyuk félvezetők. A működési hőmérséklet részét nn = y Nd adalékolt félvezetők. Ez a szabály végzünk, hogy egy bizonyos határt, egyenként oldhatósági határ létezik. Kívül Npred szennyeződések egy új szakasz és nn függetlenné válik Nd. Megvan a saját oldhatósági határa egyenként.
Kívül Npred szennyeződések képeznek új szakasz és nn függetlenné válik Nd. Megvan a saját oldhatósági határa egyenként.
Szilícium - 4. csoport elem, kovalens kötés az atomok közötti, a típusú kristályrács - gyémánt.
Jelenleg Si jelentős szerepet játszik a félvezető eszközök gyártásához, annak az a magyarázata a következő tényezők:
1. Elegendő bandgap, amely jó üzemi hőmérséklet-tartomány az anyag -60 +130 0 C.
2. Net SiO2 jó védő és maszkolás tulajdonságok, amelyek használják a modern gyártási technológia a félvezető eszközök sík Epitaxiális technológia. Ez alapján minden maszkoló tulajdonságai SiO2 (1.5 ábra).
Az ablak a maszk végzik diffúzió révén az atomok B. maszkolás tulajdonságok annak a ténynek köszönhető, hogy a diffúziós együtthatója szennyeződések a SiO2 sokkal kisebb, mint a szilícium.
3. Az optimális olvadási hőmérséklete 1420 ° C-on Ez lehetővé teszi, hogy használni, mint egy tartály anyaga kvarcüveg. A magasabb hőmérséklet volna létre problémák az anyag az olvasztótégelyek és a reaktor alacsonyabb hőmérsékleten lehetetlen lenne, hogy végezzen diffúziós folyamat zajlik olyan sebességgel hőmérsékleten 1100-1200 0 C.
szilícium hátrányai: nincs sugárzási tulajdonságokkal, és ezért nem alkalmas a termelő a lézer és a LED-ek; nem megfelelően nagy elektron mobilitás, amely megakadályozza, hogy a létrehozását mikrohullámú eszközök rajta: közvetett átmenet sávú.
első gyártott szilícium-magnézium-ötvözettel, így monoszilánt, és az ezt követő reakciót a monoszilán visszanyert:
A kapott vegyületet ezután a mély rektifikálással tisztítjuk. SiH4 - gáz- és desztillációt addig végeztük, cseppfolyósítás után, forráspontja t = 143K. Tiszta szilíciumvegyületek csökken a redukciós reakció a vegyületek galosoidnyh - klór-szilánokat (triklór-szilánt vagy szilícium-tetraklorid).
hőbomlás hibridek (monoszilán)
Mivel a szilikon lehet tisztítani az szinte minden szennyeződést, kivéve a bór-megoszlási együtthatóját, ami közel van a egységet, amely hagyományosan értékelje a tisztaság a szilíciumtartalom ott bór vagy a tartalom megfelelő ezt a fajlagos ellenállás. Az első módszer egy szilícium-ellenállással legfeljebb 10 2 ohm × cm. frekvenciája határozza meg bór, azonban más, mint a bór-szilícium-e módszerrel kapott tartalmazhat jelentős mennyiségű szén és oxigén. A második módszer lehetővé teszi, hogy egy tiszta szilícium ellenállással
Recovery a melegített szilikon rúd, amelyen keresztül áram halad. Ezek letétbe szilícium és polikristályos anyagot kapunk. A átmérője a rudakat a polikristályos szilícium lehet 8-100 mm. A kapott polikristályos szilícium használják előállítására monokristályos szilícium. A leggyakoribb - a Czochralski módszer (húzza eljárás olvadék), vázlatos ábrázolása a folyamat ábrán látható 1.7
Az eljárást inert gáz atmoszférában vagy vákuumban. Mikrokristályos vetés, vágja a kívánt krisztallográfiai irányba, leeresztjük a polikristályos szilícium. Miután reflow és megjelenése az 1. szilícium mag részek elkezdik emelni fel, nyomában fokozatosan megszilárdul szilícium oszlopban. Elhatárolt réteget szerkezete megismétli szerkezetét a szubsztrát. A tenyésztés után, a kis átmérőjű oszlopos szilícium vezérelt emelési sebesség V. közleményben emelési sebesség V, és a dV = const kristály átmérője.
A félvezető eszközök gyártásához is
Az előnyök a módszerek közé tartozik megszerzése tiszta öntecs egy nagy választéka ellenállású mind p - és n - típusa: növekvő élettartama kisebbségi töltéshordozók (100 ... 3000mks képest 10 ... 50mks kapott egykristály által termesztett Czochralski módszerrel.) ; hátrányok kisebb hatékonysággal, bonyolult és drága berendezések és a magas költség.
Összehasonlító jellemzői diszlokáció-mentes kristályait kapott Czochralski módszer és a lebegő zóna módszer, táblázatban mutatjuk be 1.2.
Az átlagos átmérője tuskók módszerével Czochralski - 75 mm-es (és lehet akár 150 mm), és a módszer a lebegő zóna olvadás - 60mm (100 mm max.). A termesztett bugák kell felelnie az alábbi követelményeknek: az eltérést a névleges értékét a buga átmérője - 2,5 mm; diszlokációsűrűség - kevesebb, mint 10 cm -2; a tulajdonságok egyenletessége ± 10%; hiányában a külső öntvényből felületi hibák (repedések, chips, stb) nagyobb, mint 1,5 ... 3 mm.
epitaxiális szilícium rétegek széles körben használják az integrált technológia. Epitaxia - orientált rétegek növekedés és növekvő réteges szerkezetű megismétli szerkezetét a szubsztrát. A sematikus berendezés epitaxiális növekedés az 1.9 ábrán bemutatott
Átvezetjük a csövön SiCl4 H2 gazdag gőz (tisztított keresztül palládium membrán). Mozgása során Si letétbe szubsztrátokra. A szubsztrátot felmelegítjük 1000 # 730; C. Epitaxia szilícium állítható elő zafír - monokristályos szilícium Si2 O3. MgOAl2 O3. BeO, SiO 2.
A GE olvadáspontja alacsonyabb, mint a szilícium az közömbös konténer anyagok kvarc és grafit rovására tisztaságát az első félvezető tiszta anyagot kapunk a GE. Ge - elem csoport 4, a kristályrács a gyémánt típusú, kovalens kötés az atomok közötti.
Ni Ge meghaladja Si. de a modern termelési Ge alig használt félvezető eszközök. Ez annak köszönhető, hogy:
1) Egy kis bandgap teremt alacsony határ max
70-80 # 730; C. További amely 30% -kal csökken, ha magas hőmérséklet együttható;
2) nem alkalmazható a modern Ge sík Epitaxiális technológia alapján elfedő tulajdonságokkal saját oxid. GeO emelt hőmérsékleten reagál vízgőz és feloldódik.
3) egy meglehetősen diszpergált elem a földkéreg.
Ge jelenleg alkalmazott nukleáris sugárzás detektorok és infravörös optika objektíveket. Vannak szükséges anyagokat a legnagyobb tisztaságú. Ge feldolgozásával nyert koksz néhány szén minőségű ólom és a cink ércek gondosan összegyűjti a hulladékot a termelés ge.
Ha a hulladék, az 1. reakció helyébe
Polikristályos Ge előállításához használt ezeknek egyetlen ügynökség Ge módszerrel Chahrayskogo p 300-500 mm. A monokristályos Ge podverayut tisztítjuk zóna olvadás.
Szennyeződések gyűjtik a folyékony fázisban, kerekítve egyik végét a buga és megtisztított kilakoltatták 5-10-szer, hogy megkapjuk a kívánt tisztaságú Ge.
Az alkalmazás az első helyen vannak 3 A B 5. Ezt az alumínium-vegyületet (Al), gallium (Ga), indium (Jn) foszfor (P), arzén (As), antimon (Sb) és hívja őket foszfidok, arsenides, antimonides . Csatlakozási mód - kovalensen-ion egy kis hányada az ionos kötés.
Minden csoporton belül, a növekedés a teljes atomsúlya elem csökken op. keménység az anyag, a növekvő mobilitás és plaszticitás az anyag.
Rekord magas mobilitás JnSb. Minden félvezetők Mn> Op. kivéve AlSb. Minden vegyületek, kivéve antimonides vannak bomló hevítve, és lebomlanak intenzív párologtatás B komponens 5. Ez megnehezíti azok szintézisét. A technológia előállítására antimonidov - egyszerű fúziója a komponenseket. Az egykristályok eljárással kapott Chahrayskogo és tisztítás zóna olvasztásos módszer.
A párolgás megelőzése érdekében a illékony komponens inert folyasztószert alkalmaznak, amely lefedi a megolvadt keverék néven és a Ga komponenseket. A nagyfrekvenciás fűtési induktor. A tisztasága ezzel a módszerrel határozzuk meg a tisztaság a kiindulási GaAs komponenseket, amelyek lehetnek nem eléggé magas, és ez befolyásolja a minőséget a kapott anyag. Előállítása monokristályos GaAs végezzük hasonló módszerrel Chahrayskogo.
Az egyetlen különbség a módszer Chahrayskogo, hogy húzza tuskó ki az inert fluxus. A termelés GaAs egykristály elő saját anyagból és gyengén expresszálódik p- vezetőképesség miatt Si atomok bejutását a tartály anyagával.
Annak érdekében, hogy megszüntesse ezt a hátrányt GaAs adalékolt Kr atomok. Chrome, ami egy mély szennyező kötődik Si atomok egyidejűleg nem befolyásolják a vezetőképesség útján GaAs adalékolásával. A kapott félig szigetelő GaAs hívás van, akkor van egy nagy fajlagos ellenállása 10 7 ohm × cm. Amikor létrehoz integrált áramkörök alapján GaAs ilyen ne hozzon létre további szigetelés területén az elemek között. A GaAs epitaxiális réteg használunk molekuláris epitaxia.
A folyamat megy vákuum 10 -7 ÷ 10 -5 Pa. hőmérséklet
600 ÷ 800 ° C-on Melegítés hatására a kiindulási komponensek, ezek elpárologni alkotnak egy molekuláris patak, át a szubsztrátumra, ahol lecsapódik. Nagysága a molekuláris áramlás vezérelt szelep. Így lehetséges, nem csak megszerezni Epitaxiális réteg GaAs. hanem bonyolultabb szerkezetekhez, például terner vegyületek Ga (1-X) Alhas. A rétegek lehetnek változó vastagságú, összetételét és szerkezetét. Az ilyen terner vegyületek sávú tartalmától függ% -edik eleme a x. GaAs - félvezető anyag, amelyet széles körben használnak a gyártásához alagútdióda, Gunn diódák, diódás lézerek, FET-ek a Schottky-dióda (MEP tranzisztorok), MEP heterojunction tranzisztorok. Ezek a tranzisztorok használják a mikrohullámú tartományban és az alapján a GaAs mikrohullámú eszközök lehet beszerezni frekvencián 100 GHz. Ennek a csoportnak a vegyület félvezetők ígéretes anyagot indium-foszfitot (JNP). Ez segít abban, hogy az eszközök a magasabb frekvenciákon, mint GaAs. annak ellenére, hogy a GaAs elektron mobilitás magasabb, mint a JNP.
Alumínium-vegyületek önálló értékkel rendelkeznek, és használt létrehozását szilárd oldatok vegyület félvezetők Ga (1-x) Alx Amint.
Ez a cink-vegyületet (Zn), kadmium (Cd), higany (Hg) és kén (S), szelén (S) és a tellúr (Te). Nevezett vegyületek szulfidok szelenides és telluridok, van egy közös neve - kalkogenidek.
Használt, mint az IR sugárzás detektorok, gyártási fotorezisztek gyártásához termoelektromos generátorok. Alacsony hőmérsékleten, sugárzásos rekombináció lehetséges, ezért előállításához használt injekciós lézerek
1.4.2. A vegyületek csoport A 4 B 4.
SiC - ez csak egy kovalens kötés. A nagy keménység (nehezebb, mint a gyémánt). Ez egy nagy kémiai ellenállást. Több mint 100 polytypes szilíciumkarbid vegyületet. JZ = 2,39 ÷ 3,34eV. SiC-alapú eszközök működnek a t = 500 ° C-on Polikristályos SiC elő tiszta kvarchomok elektromos kemencében egy szén-dioxid-atmoszférában. SiC egykristály kapott szublimációs. Tiszta, színtelen kristályok SiC. Megsértése a készítmény, valamint a változás színű szennyező vegyületet. Előállításához használt varisztorokból és precíziós LED-ek.
Az oxidok egyes fémek Fe, Zn, Cu, Mn kialakítására képes szilárd oldatait oxidok is, amelyek a nem-sztöchiometrikus félvezetők. Egyrészt, ezek ionos kristályok, és a többi - elektronikus vezetőképesség. Ugyanakkor a mobilitás szabad hordozók bennük alacsony. A legtöbb oxidok a termelés ferrit mágneses anyagok, amelyek használata a fő előnye - nagy fajlagos ellenállású. Cu2 O - réz-oxid. Oxidációjával állítjuk elő a réz lemezek elektromos kályhák. JZ a Cu2 O 1,5eV. Már csak p-vezetőképesség nagyon alacsony # 956; P = 8 # 8729; 10 -3 m 2 / (V # 8729; c)