Эпитаксия

Основные задачи функционального проектирования следующие разработка структурных схем, определение требований к выходным параметрам анализ и формирование ТЗ на разработку отдельных блоков ЭВА синтез функциональных и принципиальных схем полученных блоков контроль и выработка диагностических тестов проверка работоспособности синтезируемых блоков расчеты параметров пассивных компонентов и определение требований к параметрам активных компонентов формулировка ТЗ на проектирование компонентов выбор физической структуры, топологии компонентов расчеты параметров диффузионных профилей и полупроводниковых компонентов, электрических параметров, параметров технологических процессов эпитаксии, диффузии, окисления и др. вероятностные требования к выходным параметрам компонентов. [c.10]

Другая причина зарождения дислокаций в период кристаллизации — возникновение напряжений. Когда происходит ориентированное нарастание (эпитаксия) кристалла па подложку, то сопряжение двух решеток из-за имеющегося всегда небольшого их несоответствия вызывает упругие напряжения в подложке и эпитаксиальном слое. Когда толщина эпитаксиального слоя достигает некоторой критической величины, то энергетически выгодным становится снятие этих упругих напряжений при возникновении дислокаций на границе подложка — растущий кристалл. Повышение [c.103]

Эпитаксией называется направленный рост одного кристаллического вещества на поверхности другого, служащего подложкой. [c.287]

Действительно, концентрация насыщения раствора при неизменной дисперсности минерала (влияние упругой деформации на поверхностную энергию пренебрежимо мало) зависит только от температуры, и кратковременное пересыщение в прилегающем тонком слое раствора, вызванное приложенным напряжением вследствие увеличения химического потенциала кристалла, приводит к немедленному обратному осаждению всей растворившейся твердой фазы в виде осадка с ненапряженной решеткой (эпитаксия скажется только на первых моноатомных слоях, что имеет значение для равновесного потенциала металла и скорости растворения минерала в ненасыщенном растворе, но несущественно для минерала в пересыщенном растворе в связи с быстрым образованием толстого слоя осадка). В результате на поверхности кристалла, покрытого этим осадком, восстановится прежнее фазовое равновесие, и влияние напряжений не удастся зафиксировать. Поэтому механохимическое растворение минералов следует изучать в растворах, далеких от насыщения, используя нестационарные кинетические методы. [c.35]

Рассмотрим теперь тонкую (от долей до нескольких микрометров) ферромагнитную - монокристаллическую пленку с единственной осью легкого намагничивания, направленной перпендикулярно плоскости пленки. Материалом для таких пленок служат обычно одноосные гранаты. Сами пленки выращиваются методом эпитаксии на немагнитных подложках. [c.313]

Если с помощью уравнений (16) и (17) рассчитать величины Оа, то можно обнаружить, что при любых значениях Уд (за исключением случая исчезающе тонких оксидных пленок) получаются значения порядка единиц и десятков мегапаскаль, а в отдельных случаях — до тысяч мегапаскалей. Столь высокие напряжения должны были бы неизбежно вызывать разрушение подложек и оказывать существенное влияние на поверхностное растрескивание, однако в действительности разрущения массивных образцов под действием рассматриваемых напряжений не наблюдается. Факт получения аномально высоких значений при использовании стандартных уравнений для напряжений роста с определенностью свидетельствует о том, что сами эти уравнения недостаточно хорошо описывают реальные системы. При высоких температурах может происходить аккомодация деформаций, связанных с ростом оксида, путем локализованного пластического течения в сплаве или даже в самом оксиде, что приведет к снижению напряжений в обеих фазах до уровня напряжений пластического течения при данной температуре. Одна из основных причин неадекватности уравнений, описывающих напряжения роста, состоит в том, что в них неявно предполагается когерентность межфазной границы между окислом и металлической подложкой. Это означает, что имеет место либо эпитаксия, либо, по крайней мере, когерентное согласование кристаллических решеток фаз, расположенных по обе стороны границы, причем различия атомных объемов должны быть скомпенсированы за счет согласующихся деформаций и напряжений. Хотя определенная степень когерентного согласования на самых ранних стадиях окисления вполне возможна, все же толстые пленки окалины, кристаллическая структура и химический состав которых так сильно отличается от структуры и состава металлов, скорее всего будут отделяться от подложек некогерентной межфазной границей. В этом случае расчеты оа нельзя проводить с помощью уравнений (16) и (17). В действительности аккомодация даже очень существенных различий атомных объемов должна осуществляться в основном в некогерентной границе, в результате чего напряжения роста как в оксиде, так и в подложке будут невелики. [c.30]

Тонкие магнитные пленки представляют собой твердотельные магнитные среды, в которых возможно управление зарождением, перемещением, фиксацией и аннигиляцией каждого домена. Они находят применение в логических и запоминающих системах, а также в различных магнитно-оптических устройствах. Для управления перемещением и фиксацией доменов необходимо, чтобы их магнитные поля выходили во внешнее пространство, а поэтому толщина пленки должна быть соизмерима с размерами доменов. Пленки такой малой толщины не могут применяться без немагнитных подложек, выполняемых из металлов, стекла, слюды, гранатов и других подходящих материалов. Пленки наносят на подложки напылением в вакууме, электрохимическим осаждением и эпитаксией. Покрытие подложек можно выполнять и из тонких пластинок, вырезанных из монокристаллов, которые прочно укрепляют на подложке и доводят полировкой до необходимой толщины. [c.481]

Рис. 37. Схема установок для жидкофазной эпитаксии

Высокую емкость, достигаемую на малой поверхности. Например, кристалл, имеющий диаметр 0,1 мм и толщиной 1000 А, может иметь емкость около 1000 ммкф. Эпитаксия на платиновой подложке не наблюдалась. [c.302]

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ЭПИТАКСИЯ — см. в ст. Эпитаксия. [c.195]

ЛИЯ, ОСИ. технол. методами изготовления — диффузия, сплавление, эпитаксия и ионная имплантация. [c.587]

Для изучения собств. Л. т. используют поверхности, получаемые сколом в высоком вакууме или жидком Не плёнки, получаемые методом молекулярной эпитаксии, а также поверхности, очищенные бомбардировкой ионами инертных газов с последующим отжигом в вакууме. Адсорбция чужеродных атомов или окисление поверхности изменяют спектр П. с. и, в ча-стности, обычно приводят к исчезновению собств. П. с. 651 [c.651]

Метод молекулярной эпитаксии позволяет создать сверхструктуры, представляющие собой периодич. чередование П. с разными (рис. 10). При этом в зоне проводимости и в валентной зоне возникают периодически расположенные потенц. ямы и барьеры, размеры к-рых могут быть порядка неск. межатомных расстояний. В результате в зоне проводимости и в валентной зоне появляются т. н. мини-зовы, раз- [c.43]

Технология светодиода основана на использовании эпитаксиальных методов жидкостной эпитаксии, газотранспортной эпитаксии, МОС-гидридной эпитаксии. [c.467]

В зависимости от примесей кремний приобретает электронную проводимость п или, наоборот, пропускает заряды с недостатком электронов, где места отсутствующих электронов условно называют дырками, то есть приобретает дырочную проводимость р. С целью получения локальных областей для элементов микросхемы формируют разделительные области р" -типа - области дырочной проводимости с повышенной концентрацией носителей. Создание элементов в полупроводниковом материале требует наличия р-и-переходов - границы между областями с электронной (и-типа) и дырочной (р-типа) проводимостью. На рис. 25.2 показана последовательность основных технологических операций изготовления ПИМС на биполярных транзисторах, получаемых по планарно-эпитаксиальной технологии (эпитаксия - процесс ориентированного наращивания атомов одного кристаллического вещества на другом). Изготовление ПИМС на биполярных транзисторах включает [c.539]

Описаны природа и закономерности образования дефектов в эпитаксиальных слоях полупроводников. Обобщены и проанализированы данные о влиянии структурных несовершенств (различие периодов решетки, наличие градиента состава и наследование дефектов из подложки и др.) на морфологические особенности композиций на основе многокомпонентных твердых растворов соединений Рассмотрены. основные механизмы и источники образования дислокаций при эпитаксии. Впервые рассмотрены вопросы стехиометрии при жидко- и газофазной эпитаксии. Особое внимание уделено влиянию электрически активных дефектов на характеристики ин-жекционных лазеров, светодиодов и других полупроводниковых приборов. [c.54]

Широкое применение получили монокристаллические пленки, выращенные на кристаллических подложках и имеющие решетку, определенным образом ориентированную относительно решетки подложки. Такой ориентированный рост пленок называют эпитаксией, а сами пленки — эпитаксиальньши. Выращивание пленок из того же вещества, из которого состоит кристалл подложки, называют автоэпитаксией, выращивание из другого вещества — гетероэпитаксией. Для того чтобы был возможен эпитаксиальный рост пленки, необходима определенная степень соответствия кристаллической структуры материалов пленки и подложки. Иными словами, равновесные расстояния между атомами и их взаимное расположение в кристаллах пленки и подложки должны быть близкими. Кроме того, чтобы атомы в зародышах могли выстроиться в правильную структуру, они должны обладать достаточно высокой поверхностной подвижностью, что может быть обеспечено при высокой температуре подложки. Структурному совершенству зародышей способствует также низкая скорость их роста, которая достигается при малой степени пересыщения пара осаждаемого материала или его раствора (при эпитаксии из жидкой фазы). Особое значение для ориентированного роста имеют одноатомные ступеньки на подложке, заменяющие зародыши, так как на них адсорбированные атомы попадают в устойчивое состояние с высокой энергией связи. Эпитаксиальная пленка растет в первую очередь путем распространения ступенек на всю площадь подложки. Большую роль при этом играют винтовые дислокации (рис. 2.8). В простейшем случае онн представляют собой одноатомную, ступеньку, начинающуюся у оси [c.70]

Рис. 2.9. Принципиальная схема реакторов для выращивания пленок кремния методом газовой эпитакспи (а) и пленок арсенида галлия методом жидкостной эпитаксии (б)

В полупроводниковой технологии эпитаксией обычно называют процесс получения автоэпитаксиальных слоев, например кремния на кремнии, при осаждении из газовой или жидкой фазы. [c.71]

Получение монокристаллических гранатовых пленок. Эпитаксиальные феррит-гранатовые магнитные пленки для запоминающихся, логических и магнитно-оптических устройств получают методом жидкофазной эпитаксии, суть которого заключается в том, что тщательно очищенную и нагретую до требуемой температуры моно-кристаллическую подложку погружают на определенное время в переохлажденный раствор — расплав, содержащий все компоненты выращиваемой пленки. В этих условиях на подложке нарастает монокристалли-ческая пленка требуемого состава. Для правильного протекания процесса необходимо, чтобы параметры [c.485]

Установка для жидкофазной эпитаксии (рис. 37) состоит из электрической печи, тигля с раствором-расплавом, устройства для вращения тигля, устройства для погружения подложек и устройства для вращения подложек в погруженном и вынутом положении. Подложка может занимать в растворе-расплаве или вертикальное (рис. 37, а) или горизонтальное (рис. 37, б) положение. На рис. 37, в показано наиболее благоприятное распределение изменения температуры ДТ в рабочем пространстве печи. Технологический процесс предусматривает четырехчасовую гомогенизацию при температуре 1300 °С и вращающемся тигле. Затем следует медленное, в течение часа, охлаждение раствора-расплава на 20—30 °С до температуры переохлаждения. Затем раствор-расплав выдерживается при этой температуре еще один час до начала погружения первого комплекта подложек (не больше 20 шт.). Перед погружением комплект подложек опускают к поверхности раствора-расплава для выравнивания температуры. Погружение подложек совмещают с их вращением в расплаве для увеличения степени однородности пленки. Процесс роста пленки занимает менее 10 мин. Подложки с наращенной пленкой вынимают из раствора-расплава и очищают от остатков центробежным способом, вращая с частотой до 1000 об/мин. [c.489]

Мюллер, Никольсон и Турнер [15] разработали метод выращивания монокристальных пленок, используя явление эпитаксии. Сущность этого метода, названного авторами методом испарения зерна за зерном , состоит в том, что порошок сегнето-электрика с помощью вибрационного желоба малыми порциями подается на иридиевую лодочку, нагреваемую до температуры, примерно 2200° С и после моментального испарения образует пленку на подогреваемой подложке. При такой методике устраняются микроскопические слои различного состава и осаждаемая пленка является гомогенной. Нормальной скоростью роста пленки считается 1—3 к сек. Под колпаком поддерживается вакуум 2-10 ммрт.ст. [c.300]

Для создания Л.-п, д. используются диффузия п ионная имплантация примесей, эиитакспалыше наращивание (см. Эпитаксия), напыление металла в вакууме. [c.541]

При Л. п. необходимо равномериое распределение примеси в объёме кристалла или по толщине эпитаксиального слоя. При направленной кристаллизации из расплава равномерное распределение примеси по длине слитка достигается поддержанием постоянной её концентрации в расплаве (за счёт его подпитки) либо программированным изменением коэф. распределения примеси. Последнее достигается изменением параметров процесса роста. Повысить однородность распределения примесей в монокристаллах можно воздействуя на расплав магн. полем. Магн. поле, приложенное к проводящему расплаву, ведёт к возникновению пондеромоторных сил. Последние резко снижают интенсивность конвекции и связанные с ней флуктуации темп-ры и концентрации примесей. В результате однородность кристалла повышается. Однородного распределения при эпитаксии из жидкой фазы достигают кристаллизацией при пост, теми-ре в случае газофазной эпитаксии, обеспечивая пост, концентрацию примеси в газовой фазе над подложкой. [c.579]

Монокристаллич. плёнки с совершенной структурой получают выращиванием на монокристаллнч. подложках с решёткой близкого структурного типа и с близкими значениями параметра решётки (молекулярно-лучевая эпитаксия, газофазная, жидкофазная апп-такскя и др.). [c.658]

Эксиерим. и теоретич. изучение М. в. началось в 70-х гг. 20 в. и до 80-х гг. проводилось на объёмных образцах (сферах, стержнях и пластинах) из монокристаллов желеэоиттриевого граната (ЖИГ). С нач. 80-х гг. М. в. исследуются преим. в эпитаксиально выращенных пленках ЖИГ (см. Эпитаксия). [c.6]

Всё сказанное можно отнести к м е ж ф а з н ы и границам гетерофазных структур. Межфазные границы вследствие их большего разнообразия изучены менее систематично, че.ч М. г. Наиб, исследованы границы, разделяющие эпитаксиально растущую фазу 11 кристаллич. подложку. Структура таких границ представляет собой чередование участков бездефектного упругого сопряжения репюток и дислокаций несоответствия, компенсирующих разность параметров решёток эпитаксиальной фазы и фазы-подложки (см. Эпитаксия). [c.87]

М. стала источником новых идей в методов в физике твёрдого тела и материаловедении. В связи с задачами М. созданы, напр., устройства с управляемыми электронными и ионными пучками диаметром в неск. атомов, ионные источники (от протонов до тяжёлых ионов) широкого диапазона анергий (с диаметром пучка, близким к размерам отд. ионов), аппаратура для выращивания монокристаллов и многослойных структур, где толщина, состав и строение каждого слоя контролируются с точностью до параметра решётки (см. Гетероструктура, Эпитаксия), и т. д. Созданы новые пьезоэлектрические материалы, феррогранаты, материалы с высокой чувствительностью к действию света, рентг. излучения, электронных и ионных пучков и т. д. Одно из достижений микроэлектронного материаловедения — сверхрешётки на основе множества чередующихся сверхтонких слоёв полупроводников типа [c.154]

Эпитаксиальные переходы получают методом эпитаксиального выращивания или наращивания, в т. ч. методом молекулярно-лучевой эпитаксии, позволяющим пространственно наиболее тонко (с разрешающей способностью до 1 нм) регулировать закон изменения Л д (х) — Ng, x). Часто применяются комбиниров. способы после вплавления, имплантации или эпитаксиального выращивания производится диффузионная доводка структуры. [c.644]

МДП-транзисторы могут быть как с нормально открытым, так и с нормально закрытым каналами. МДП-транаистор с нормально открытым, встроенным каналом показан на рис. 3 на примере МДП-транзистора с каналом -типа. Транзистор выполнен, на подложке р-типа. Сверху подложки методами диффузии, ионной имплантации или эпитаксии формируются проводящий канал -типа и две глубокие "-области для создания омич, контактов в области истока и стока. Область затвора представляет собой конденсатор, в к-ром одной обкладкой служит металлич. электрод затвора, а другой — канал П. т. Если между затвором и каналом приложить напряжение, то в зависимости от его знака канал будет обогащаться или обедняться подвижными носителями заряда. Соответственно, сопротивление канала будет уменьшаться или возрастать. В показанной на рис. 3 МДП-структуре с каналом -типа напряжение, плюс к-рого приложен к затвору, а минус — к каналу (истоку или стоку), вызывает обогащение электронами приповерхностного слоя полупроводника под затвором. Обратная полярность напряжения на затворе вызывает обеднение канала электронами аналогично П. т. с управляющим р — -переходом. [c.8]

Осн. требование к сверхвысокочастотным П, т. состоит в достижении макс, мопщости или коэф. усиления на предельно высокой частоте. Продвижение в область высоких частот требует уменьшения длины затвора и макс, использования баллистич. эффектов для достижения высокой скорости носителей. Для изготовления сверхвысокочастотных П. т. в наст, время используется в осн. GaAs, в к-ром баллистич. превышение скорости над максимально возможным равновесным значением выражено значительно сильнее, чем в Si. Серийные СВЧ П. т. работают на частотах до 40 ГГц. Лаб. разработки проводятся на частотах 90—110 ГГц. Предельная частота генерации (230 ГГц) получена в ГСЛ-транзисторах на основе GaAs/InGaAs, изготовленных с помощью молекулярно-пучковой эпитаксии. [c.9]

Новые разновидности П. т. Транзисторы с проницаемой базой (ТПБ) предложены в 1979 и, по оценкам, способны, в принципе, повысить рабочую частоту П. т. до Гц (1 ТГц). Носители заряда в канале ТПБ движутся не вдоль поверхности полупроводниковой плёнки, а перпендикулярно ей. Длина канала, и следовательно время пролёта носителей, в ТПБ могут быть значительно уменьшены в сравнении с планарным П. т. При планарной конструкции мин. размер затвора L определяется возможностями рентг. или электронно-лучевой микролитографии L й 0,1 мкм (1000 А). Предельно малая величина L в ТПБ определяется толщиной плёнки, к-рая может быть получена в совр. установке молекулярно-пучковой эпитаксии, и составляет неск. атомных слоёв. [c.9]

Среди лазерных материалов выделяются соединения и составы, входящие в т. н. изоперподиче-с к и е пары, т. е. пары кристаллов, различающиеся по хим, составу, ширине запрещённой зоны и др. фпз, свойствам, но имеющие одинаковый период кристаллич. решётки. Такие материалы пригодны для образования бездефектных гетеропереходов путём наращивания одного материала на другом эпитаксиальными методами (см. Эпитаксия). Совершенные гетеропереходы необходимы для формирования лазерных гетероструктур, широко используемых в совр, П. л. (наз. также гетеролазерами). [c.53]

Практически важными технол. способами обработки материалов, в к-рых существ, роль играет Р., являются прокатка, ковка, волочение, зкструаин, при к-рых образуются дислокация с плотностью 10 —см" н их скопления (ячеистая структура) дробление и спекание порошковых (керамич.) материалов, при к-рых образуются субмикропоры осаждение поликристаллич. плёнок из газовой фазы или с помощью молекулярных пучков (см. Эпитаксия). [c.326]

СИНТЕТИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ— кристаллы, выращенные в лаб. или заводских условиях. Имеют то же атомное строение, что и природные, часто совершеннее их. Из 3000 известных природных минералов искусственно выращено только неск. сотен, тогда как из 10 синтезированных неоргаыич. и 10 органич. кристаллов подавляющее большинство не имеет природных аналогов. Выращивание объёмных и тонкоплёночных кристаллов осуществляется из газовой фазы, из растворов и из расплавов (см. Кристаллизация, Эпитаксия), Хим. состав и размеры С. к. разнообразны от песк. г до неск. кг. Для практик, применений существенное значение имеют лишь 20—30 С. к, (см. табл.). Они служат осп. функциональными элементами микроэлектроники, вычислит, техники, оптики и др. [c.524]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...