Ростовые дефекты

Под дефектом покрытия в дальнейшем будем понимать любое несовершенство сплошности и однородности материала в системе покрытие — подложка, возникшее в процессе роста покрытия. Из такого определения следует, что в дальнейшем будут рассматриваться только ростовые дефекты. Эксплуатационные дефекты являются самостоятельной проблемой, значительно более обширной, чем рассматриваемая. [c.35]

Стационарное течение раствора может приводить к образованию зон стагнации в пограничном слое, к существенной неоднородности распределения концентрации вблизи поверхности растущего кристалла и, как следствие, образованию ростовых дефектов. Поэтому в технологии высокоскоростного выращивания кристаллов используется нестационарная подача раствора в ростовую камеру. [c.71]

Попробуем оценить размеры вакансионных петель, которые могут образоваться вследствие пересыщения вакансиями при сжатии и служить в дальнейшем источниками образования и размножения дислокаций. Оценки проведем для двух случаев без учета наличия уже имеющихся в кристалле до деформации исходных ростовых петель и кластеров из точечных дефектов (А иВ кластеры), а также повышенной равновесной концентрации вакансий в поверхностном слое и с учетом этих факторов. В первом случае значение равновесной концентрации вакансий в Si получим из [357] [c.101]

Практическая и научная актуальность проблемы исследования физической природы скрытых дефектов (ростовые кластеры точечных дефектов, а также вьщеления от распада твердого раствора примесей в процессе выращивания кристаллов и различных высокотемпературных технологических обработок полупроводникового материала — диффузионная загонка примеси, окисление, отжиг и т.д.) и изыскания технологических методов борьбы с ними обусловлены прежде всего тем обстоятельством, что так на- [c.245]

Границы зерен, сформированные в шве в результате миграции, как правило, не совпадают с зонами срастания кристаллитов, выявляемыми по следам дендритной кристаллизации (рис. 10.15). Их легко обнаруживают тепловым или химическим травлением из-за высокого уровня сегрегации, развивающейся по вышеуказанным механизмам вследствие пересыщения металла ростовыми и тепловыми вакансиями, контролирующими диффузию атомов основы (миграцию границ) и движение дислокаций. В результате выхода дислокаций на границу формируются ступеньки и изменяются размеры зерен по линии их контакта, вызывающие межзеренное проскальзывание, которое раскрывает ступеньки в поры и трещины, развивающиеся в дефект с помощью притока вакансий. [c.55]

Более общим вариантом является такая ситуация, когда спектр таких гетерогенностей создается или непосредственно в процессе цикла нагружения за счет пересыщения по точечным дефектам (в этом случае процесс размножения может идти и без участия ростовыхвьщелений), или же, если спектр ростовых дефектов все же присутствует, то он должен существенно трансформироваться и видоизменяться в процессе нагружения (например, растворение петель внедренного типа и рост петель вакансионного типа или наоборот, а также создание дополнительного спектра гетерогенных источников чисто деформационного происхождения — за счет конденсации точечных дефектов при их пересыщении в нагруженном кристалле). [c.243]

Изложены основные представления о закономерностях диффузионного взаимодействия материала покрытия с матрицей и матрицЫ с осаждаемым материалом. Рассмотрены ростовые дефекты в покрытиях, получаемых методами испарения - конденсации материала покрытия в вакууме, разложением и восстановлением летучих металлсодержащих соединений. Оценено влияние второго компонента при осаждении двух компонентов, описаны наиболее часто встречаюищеся типы дефектов и возможные механизмы их возникновения. [c.2]

Имеющиеся зависимости между концентрацией структурных Дефектов и условиями роста покрытий покязьюают, что, кроме дефектов примесного происхождения, возникают чисто ростовые дефекты при этом их количество определяется не только состоянием среды, но и пространственной ориентировкой кристаллографических элементов решетки растущих кристаллов относительно направления подачи материала к растущим кристаллам. Последняя зависимость, несмотря на многочисленные экспериментальные проверки, не имеет своего физического истолкования. Принципиальным здесь является вопрос, на какой стадии возникает различие в интенсивности дефектообразования со стадаи зарождения или только на стадии роста. На этот вопрос могут дать ответ только специальные исследования. [c.146]

Исследование ростовых дефектов, возникающих при получении покрытий и диффузионных слоев, необходимо по крайней мере по двум причинам. Во-первых, для создания методов пол) ения покрытий, направленных ла ликвидавдю нежелательных дефектов и на усиление дефектности требуемого вида. Во-вторых, знание природы ростовых дефектов позволит перейти к выделению и исследованию эксплуатационных дефектов, т.е. к изучению генезиса системы подложка—покрытие (диффузионный слой) под воздействием эксплуатационных факторов температуры, взаимодействия со средой, взаимодействия с полями излучения. Это огромная область матёриаловедения, которая в части взаимодействий с полями излучений только начинает развиваться. [c.147]

По способу образования можно выделить Т. д. ростовые, возникающие в процессе криста.ыизации Т.д. термические (возникают в результате прогрева, часто с последу- тощей закалкой) радиациогшые (см. Радиационные дефекты), сопутствующие дис.юкациям (шуба дислокации) примеси, к-рые вводятся в кристалл при легировании, и др. [c.150]

Основную роль в образовании ростовых микродефектов в выращиваемых монокристаллах играют СТД — вакансии и межузельные атомы. В реальных условиях выращивания монокристаллов, уже на достаточно малых расстояниях от фронта кристаллизации возникают значительные пересыщения по СТД, обусловленные резкой температурной зависимостью их равновесных концентраций в алмазоподобных полупроводниках. Образующиеся избыточные неравновесные СТД аннигилируют на стоках, в качестве которых выступают боковая поверхность слитка и присутствующие в его объеме более крупномасштабные дефекты, прежде всего, дислокации. По отношению к СТд дислокации являются практически ненасыщаемыми стоками. С учетом высокой подвижности СТД при высоких температурах сток на дислокации (при достаточно высокой плотности последних в кристалле) играет основную роль в снятии пересыщения. Однако бездислокационные монокристаллы лишены такого рода эффективных внутренних стоков, а боковая поверхность слитка в силу чисто диффузионных ограничений не может обеспечить снятия пересыщения. В результате, в объеме кристалла образуются пересыщенные твердые растворы СТД, которые в процессе посткристаллизацион-ного охлаждения распадаются с образованием специфических агрегатов, получивших название микродефекты . Следует отметить, что в литературе отсутствует единая точка зрения по поводу определения понятия микродефект . Под этим термином мы будем понимать локальные нарушения периодичности кристаллической решетки, представляющие собой скопления точечных дефектов (собственных или примесных), не нарушающие фазового состояния основного вещества, а также дисперсные выделения второй фазы микронных и субмикронных размеров. [c.48]

Таким образом, условия одноосного нагружения (сжатие—разгрузка или сжатие—растяжение) приводят к различным значениям химического потенциала вакансий и соответственно к возникновению направленных диффузионных потоков вакансий. При этом во время цикла сжатия возникает общее пересыщение по вакансиям по всему сечению кристалла, равное с(у/с = tXTp Pva/kT), причем у торцов и других концентраторов напряжений оно будет иметь еще большее значение q/ , вследствие того, что в этих участках Р > Р. С течением времени в процессе сжатия пересыщение по вакансиям будет постепенно уменьшаться (со - с = j ->-0) и концентрация вакансий будет стремиться приблизиться к новому равновесному значению с за счет стока вакансий на дислокации (если они есть), свободную поверхность кристалла и ростовые кластеры из точечных дефектов. При этом вакансионные кластеры и петли будут увеличиваться в размерах, а межу-зельные — уменьшаться (растворяться). Кроме того, будут зарождаться новые вакансионные кластеры и петли. [c.207]

О возможности переползания дислокаций при малых величинах напряжений указывалось в ряде работ. Например, А.Л. Ройтбурд [618] отмечает, что неконсервативное движение дислокаций, по-видимому, является основным механизмом пластической деформации при повышенных температурах или малых нагрузках . О принципиальной возможности перемещения ростовых дислокаций за счет образования неравновесной концентрации точечных дефектов при электронном и ионном облучении свидетельствуют также работы [619—620]. Некоторые расчетные подходы, описывающие модель стока точечных дефектов на дислокации, были рассмотрены также в [621]. Обработка экспериментальных данных на рис. 141 показала, что низкотемпературная ползучесть Ge и Si подчиняется логарифмическому закону е = а1пт,+ 5, где a=kTjqh — коэффициент, равный углу наклона прямых е Inr для каждой ступени нагружения В — некоторая постоянная q = kT/ah — активационный объем h = AajAe — коэффициент упрочнения Да — величина ступени нагружения Де — величина ступени деформации е - величина микропластической деформации на переходной стадии ползучести. [c.213]

Как уже отмечалось в п.4.3 и 7.2, наряду с чисто гетерогенным зарождением дислокаций по модели призматического вьщавливания их на включениях в определенном интервале действующих напряжений и температур может иметь место конденсационный механизм образования петель, размер которых определяется степенью деформационного пересыщения по точечным дефектам и процессами неконсервативного движения дислокаций. В работах [497 -500, 595, 607, 608] была весьма убедительно продемонстрирована начальная стадия работы источников Франка-Рида на так называемых Л-кластерах, т.е. ростовых петлях вакансионного и внедренного типа. Таким образом, основными центрами зарождения и размножения дислокаций в полупроводниковых кристаллах являются скопления вакансий, меж-узельных атомов, а также преципитатов примесей, возникающих при распаде пересыщенного твердого раствора. Однако в дополнение указанного авторами [497-500, 595, 607, 608] механизма размножения следует также отметить тот факт, что генерация дислокаций от ростового типа гетерогенностей в общем случае, по-видимому, все же является частным вариантом размножения. [c.243]

Как частный случай безактивационного надбарьерного скольжения он также возможен и при Т< Г р, но уже при очень высоких величинах напряжений порядка т Ттеор- Поскольку в исходных кристаллах как в процессе роста непосредственно, так и в процессе специальных термообработок, вызывающих распад твердого раствора примесей, создается спектр гетерогенных вьщелений (Л- и 5-кластеры, частицы Si , SiOj, и др.), он и является одним из основных каналов гетерогенного зарождения и размножения дислокаций. Кроме того, в процессе нагружения (сжатие, растяжение, кручение, изгиб и пр.) вследствие общего изменения химического потенциала точечных дефектов создается дополнительный спектр дислокационных источников за счет конденсации точечных дефектов (в общем случае вакансий и межузлий). Он играет немаловажную роль в процессе начальной стадии деформации. Более того, он играет, по-видимому, главную и определяющую роль в случае деформации очень совершенных кристаллов (в смысле минимального наличия в них исходных ростовых скоплений точечных дефектов и примесей) и особенно при использовании малых скоростей нагружения, а также специальных режимов программированного или циклического нагружения. [c.244]

Однако существенным недостатком указанных работ, по нашему мнению, является тот факт, что при этом не обращается внимание на низкотемпературный источник образования данного типа дефектов. Хотя разрушение, как уже упоминалось, очень часто происходит именно при низкотемпературной обработке или после ее проведешя (скрайбирование, резка, шлифовка, полировка, термокомпрессия контактов и др.), все авторы, как правило, считают причиной его именно высокотемпературные процессы — режим выращивания, отжиги и пр. Не отрицая важную роль этих процессов в природе появления данных дефектов, однако необходимо учитывать тот факт, что именно силовые низкотемпературные воздействия (особенно циклические - резка, шлифовка, полировка) могут, во-первых, в существенной мере трансформировать спектр ростовых и высокотемпературных кластеров (увеличивать, например, в размерах один тип дефектов и уменьшать другой) и, во-вторых, создавать дополнительно свой чисто деформационный спектр, который в ряде случаев в зависимости от технологических режимов низкотемпературной обработки может даже существенно превосходить по своему отрицательному влиянию на механические и электрические свойства материала спектр исходных дефектов в материале. Таким образом, для решения указанной проблемы необходимо учитывать не только высокотемпературный канал возникновения данных дефектов, но и низкотемпературный, на который, к сожалению, в настоящее время не обращается серьезного внимания. Именно с учетом этого фактора необходимо выбирать оптимальные режимы низкотемпературной обработки полупроводниковых материалов и особенно связанные с циклическим силовым воздействием [368- 371]. [c.246]

Слои роста. Наиболее распространенным типом дефектов, свойственным многим кристаллам окислов, выращенным из расплава по методу Чохральского, являются слои или полосы роста, которые вызывают периодические из-меиения показателей преломления вдоль направления роста. В экспериментах по генерации второй гармоники было обнаружено [22], что свег, рассеянный ростовыми полосами, имеет различную поляризацию. Эю обстоятельство приводит к рассеянию излучения второй гармоники н, следовательно, к уменьшению ее интенсивности. Слои роста являются основными оптическими дефектами в кристаллах НБН, и их трудно устранить при выращивании кристаллов. В этих кристаллах встречаются два типа ростовых ПОЛОС тонкие слои толщиной 3 10 мкм и широкие толщиной 25 — 70 мкм [53]. В работе [42] было установлено, что возникновение слоев роста не зависит от сегнетоэлектрической природы материала, но присут ствие их в кристалле, как уже указывалось, стабилизирует определенную форму доменной структуры (см. рис. 5.11). Способность полос роста закреплять домены зависит от толщины слоя. В этом отношении наиболее эффективными являются широкие слои. В работе (гл. 4, [80]) показано, что в слоях роста имеет место также неоднородность механических свойств. [c.223]

ЭТО была собственная текстура [41]. В таких покрытиях изучались кристаллы с ориентировками [100], [110], [111] и [113]. Основными дефектами были дислокации типы дислокаций в разных кристаллах указаны в табл. 10. Как видно из этой таблицы, плотность дислокащй в кристаллах, ориентировка которых совпадает с типом те кстуры, наименьшая. Если допустить, что наблюдавшиеся дислокащш имеют ростовую природу, то рост кристаллов с ориентировкой собственной текстуры происходит с наименьшими структурга>1ми нарушениями. Накопление [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...