Полупроводниковые материалы и их применение

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ [c.282]

Энергетические зоны металлов и изоляторов. Собственная и примесная проводимость. Полупроводниковые материалы и их применение [c.22]

Получение высококачественных полупроводниковых материалов и создание на их основе микроэлектронных приборов привело во второй половине XX в. по сути к революции в технике, поскольку позволило использовать мощные, но миниатюрные вычислительные системы и автоматизацию не только в произ водстве и различных областях человеческой деятельности, но и в быту. Миниатюризация функциональных элементов микроэлектроники и увеличение их производительности требуют все более высокого качества материалов и новых технологий изготовления элементов из них. Эти новые автоматизированные технологии (нанотехнологии) уже не могут работать без оборудования с широким применением микроэлектронных приборов, которые как раз и создаются с использованием этих технологий. Если не принимать во внимание технологии конструкционных материалов и сборку различных механизмов, многие из которых тоже автоматизированы, а также некоторые операции транспортировки и экономические аспекты полной автоматизации, то можно считать, что мы уже живем в том веке, когда механизмы производят сами себя. [c.646]

Настоящая книга состоит из четырех глав, в которых рассматриваются некоторые перспективные для производства изделий электронной техники полупроводниковые, магнитные, диэлектрические и лазерные материалы. В каждой главе описаны физические процессы, происходящие в конкретных материалах, свойства, основные методы получения и области применения. Особое внимание уделено зависимости свойств материалов от их состава, структуры и технологии получения. [c.3]

Диапазон изменения электросопротивления у полупроводниковых материалов весьма широк (р = 10 - - 10 ом-см) однако материалы характеризуются некоторыми другими специфическими свойствами, отличающими их от металлов и изоляторов, Например, если электросопротивление металлов возрастает с повышением температуры, то у полупроводниковых материалов оно падает, т. е. полупроводники в большинстве случаев обладают отрицательным температурным коэффициентом электросопротивления примеси уменьшают электропроводность металлов, но увеличивают проводимость полупроводниковых материалов. Полупроводники обладают фотопроводимостью, т. е. при действии излучений у них возникают дополнительные свободные носители заряда. В приборной технике полупроводники нашли широкое применение, поскольку они могут служить выпрямительными элементами, генерировать огромные термо-э. д. с., усиливать ток, позволяют увеличить ресурс и надежность электронных устройств, уменьшить размеры и вес приборов, а также сократить потребление электрической энергии. [c.279]

Способность ядерных излучений проникать в толщу вещества (с постепенной потерей энергии) широко используется для нужд дефектоскопии, для измерений толщины облучаемых материалов и пр. Под действием излучений возрастает активность катализаторов и, следовательно, увеличивается скорость протекания химических реакций. Под их воздействием изменяются структура и свойства исходных веществ, возникают изменения в основных структурных элементах ядер живых клеток (хромосомах), происходят разрушение и перестройка биологических комплексов и т. д. Применение стабильных и радиоактивных изотопов — источников ядерных излучений — в исследовательской и производственной практике стало эффективным методом исследования и технологического контроля с помощью изотопных индикаторов (метод меченых атомов). Использование энергии распада радиоактивных изотопов определило возможность получения небольших количеств электроэнергии посредством полупроводниковых преобразователей. [c.188]

Настоящая монография охватывает ряд основных вопросов проблемы развития тепловой микроскопии, включая методические основы низко- и высокотемпературной металлографии, анализ конструктивного выполнения основных систем и узлов установок, разработанных под руководством автора. В книге рассмотрены также технические характеристики современной отечественной, главным образом серийной, и зарубежной аппаратуры, определены тенденции и рациональные пределы совершенствования средств тепловой микроскопии. Кроме того, монография содержит ряд экспериментальных результатов, полученных методами тепловой микроскопии и иллюстрирующих эффективность их использования для исследования строения и свойств широкого класса материалов (чистых металлов, промышленных сплавов, композиционных и полупроводниковых материалов). При этом в качестве примеров, как правило, приведены такие исследования, постановка которых оказалась возможной благодаря применению методов и аппаратуры для низко- и высокотемпературной металлографии и результаты которых ассоциируются с существенно новыми представлениями. [c.8]

В радиоэлектронной промышленности с помощью этих методов определяют дефектные элементы полупроводниковых и интегральных схем по увеличению нагрева таких элементов при работе схемы и связанному с ним росту числа интерференционных полос. Методы голографической интерферометрии находят применение в оптической промышленности на стадиях определения качества оптических материалов, их обработки до заданной формы и закрепления в оправах [47, 181 ]. Этими методами с успехом контролировались также искажения активных элементов лазеров на твердом теле [31 ] и растворах органических красителей, возникающие в процессе их накачки [56]. Наконец, в строительной механике голографические методы используются для контроля деформаций балок и исследования моделей строительных сооружений [84]. Перечисленные примеры не исчерпывают многообразия применений голографических методов неразрушающего контроля и их возможностей. Более подробную информацию по этим вопросам можно найти в ряде обстоятельных обзоров [2, 16, 85, 97, 255]. [c.214]

Повышение Т лимитируется не только свойствами полупроводниковых материалов, но и свойствами теплоносителей, переда-ЮШ.ИХ тепло от источника тепла к горячим спаям термоэлементов. При температуре 500—600° С и выше в качестве теплоносителей могут использоваться только жидкие металлы или газы. Применение жидких металлов предпочтительнее, так как они обеспечивают более эффективную теплоотдачу и меньший расход энергии на циркуляцию теплоносителя. [c.111]

Широкое внедрение термоэлектрического охлаждения будет зависеть от дальнейшего прогресса в создании совершенных полупроводниковых материалов, а также от серийного производства эффективных в экономическом отношении термобатарей. Не останавливаясь подробно на последнем обстоятельстве, укажем только, что рационализация конструкции термобатарей и, в частности, применение рассредоточенных полупроводниковых элементов в них, как показали опытные исследования В. А. Семенюка и М. Н. Томашевич, делает возможным сократить в несколько раз расход полупроводникового материала и, следовательно, существенно удешевить их производство [Л. 59]. [c.174]

В заключение отметим, что исследования возможностей создания и использования полупроводниковых носителей информации, некоторые результаты которых ми только что рассмотрели, находятся в стадии интенсивного развития. Даже предварительные результаты исследования носителей на основе ХСП показали перспективность этих материалов. Высокая разрешающая способность, большая дифракционная эффективность при голографической записи и реверсивность этих материалов, несомненно, приведут к использованию этих материалов в голографии и при решении задач оптической обработки информации. Определенным недостатком этих материалов является их сравнительно низкая чувствительность, что, по-видимому, несколько ограничит область их применения, хотя, возможно, найдутся пути повышения чувствительности, например, за счет широких возможностей изменять состав этих материалов. [c.145]

Второй отличительной чертой современных полупроводниковых материалов является применение их в. монокристаллическом состоянии. На границах между зернами поликристаллического слитка пространственная решетка кристалла нарушена, и незавершенные межатомные связи этих участков захватывают или тормозят носители тока, что вызывает неконтролируемые изменения электрических характеристик изготовленного из полупроводника прибора. Такие явления не наблюдаются в монокристаллических слитках, которые обычно выращивают из расплава, строго соблюдая условия роста, предупреждающие образование различных внутренних пороков. [c.485]

В книге дано описание физико-механических и технологических свойств новых материалов высоколегированных сталей и сплавов, тугоплавких металлов, сплавов циркония, полупроводниковых и полимерных, керамических и вяжущих материалов и т. д. Большое внимание уделено особенностям их получения и обработки, а также применению их в народном хозяйстве. Описа-, ны новейшие прогрессивные технологические процессы обработки металличе-ских, порошковых и полимерных материалов. [c.2]

Необходимость применения сверхчистых материалов обусловлена тем, что их основные физико-химические и механические свойства претерпевают резкие изменения даже при ничтожно малых содержаниях примесей. Так, миллиардная доля примесей изменяет электрические характеристики германия и других полупроводниковых материалов. Присутствие даже ничтожного количества некоторых примесей резко повышает способность металлов, например циркония, алюминия, магния, к поглощению тепловых нейтронов и тем самым лишает их основного свойства, необходимого для использования в атомной технике. [c.175]

Искусственные алмазы, или, как их называют, синтетические алмазы, были созданы в СССР. Искусственные алмазы по своим качествам значительно превосходят естественные, а стоимость их уже сейчас в 2—5 раз меньше, чем порошков и инструментов из естественных алмазов. Область применения искусственных алмазов исключительно велика. Они применяются при заточке и доводке твердосплавного металлорежущего инструмента, технического и художественного стекла, полупроводниковых материалов, ферритов, огнеупоров, фарфора, а также для обработки природных алмазов и различных самоцветов. Переход на заточку инструментами из синтетического алмаза взамен кругов из карбида кремния повышает производительность в 2—4 раза и в несколько раз увеличивает срок службы инструмента. По сравнению с естественными алмазами производительность искусственных выше на 50%. Это объясняется тем, что искусственные алмазы имеют менее правильное строение. Поверхность их неровная, они крепче, потому что зерна их лучше удерживаются связкой. [c.218]

В современной технике области применения редких металлов непрерывно расширяются. Их роль особенно велика в производстве нержавеющих сталей, высококачественных сплавов, тончайших полупроводниковых приборов и материалов для ракетной техники. Широкое применение редкие металлы находя в ядерной энергетике, где требуются материалы с особыми характеристиками. Перспективной областью использования редких элементов является микроэлектроника, для которой особое значение приобретает глубокая очистка металлов и их соединений. [c.5]

В технике также получили применение неметаллические полупроводниковые материалы, называемые ферритами. Ферриты представляют собой смесь окислов железа и окислов других металлов (никеля, цинка, марганца и др.). Особенностью их является чрезвычайно высокое удельное объемное электросопротивление (до 10 ом-см), малые магнитные потери, а также высокая магнитная проницаемость. [c.301]

Для фотосопротивлений и фотоэлементов применяются полупроводниковые материалы, сопротивление которых сильно зависит от освещенности. К их числу относятся сульфиды, селениды и теллуриды, т. е. соединения серы, селена и теллура с разными металлами, в частности со свинцом, медью, кадмием и др. Находят применение германий и кремний. Определяющей характеристикой фотосопротивления является удельная чувствительность [c.290]

Рентгеновское и гамма-просвечивание. Рентгеновское и гамма-излучение представляют собой разновидность электромагнитных излучений весьма высокой частоты —от 0,5-10 до 6-10 Гц. Применение рентгеновских и гамма-лучей для просвечивания материалов основано на их свойстве проникать через непрозрачные тела, воздействовать на фотоматериалы, вызывать люминесценцию некоторых химических соединений, а также изменять электрическую проводимость некоторых полупроводниковых материалов. Область применения радиационных методов дефектоскопии устанавливается ГОСТ 20426—75. [c.693]

Получение и исследование физических свойств новых магнитных полупроводниковых материалов представляют несомненный интерес не только в физическом аспекте, но и для технического применения. Узкая зона проводимости в магнитных полупроводниках существенно изменяет положение носителей тока по сравнению с обычными полупроводниками с широкой зоной. В оксидных ферритах-шпинелях ширина зоны проводимости настолько узка, что носители тока находятся в состоянии локализации и происходит их перескок между узлами кристаллической решетки при наличии тепловой активации [c.59]

Промышленное применение. Ультразвуковую сварку применяют для соединения относительно тонких фольги, листов, проволок и др. Особенно предпочтителен этот процесс для соединения разнородных материалов. Области использования - микроэлектроника, производство полупроводниковых приборов, нагревателей бытовых холодильников, приборов тонкой механики и оптики, сращивание концов рулонов различных тонколистовых материалов (медь, алюминий, никель и их сплавы). [c.508]

Требования к полупроводниковому материалу определяются в первую очередь прибором, в котором полупроводник будет применяться. Это связано с тем, что полупроводниковые приборы используют различные явления, связанные с чувствительностью полупроводников к внешним воздействиям, а также поверхностные свойства полупроводников (контакт полупроводник-металл, полупроводник-диэлектрик и их сочетания). Важнейшую роль в требованиях к полупроводниковому материалу играет надежность работы прибора. Это вызвано тем, что, во-первых, с развитием микро- и наноэлектроники усложняется структура приборов, состоящих из огромного числа элементов. Причем каждый такой прибор может во множестве использоваться в оборудовании конкретного назначения. Во-вторых, электронное оборудование широко используется в экстремальных условиях (атомная промышленность, космос, авиация и т.п.), когда на прибор воздействуют низкие или высокие температуры и давления, ионизирующие излучения, сильные электромагнитные поля, большие статические и механические нагрузки, агрессивные среды и микроорганизмы. Применение же специальных средств защиты не всегда возможно из-за экономических, технических или энергетических условий и обстоятельств. [c.648]

Ультразвуковое диспергирование широко применяется в химической, пищевой, фармацевтической, текстильной, лакокрасочной промышленности. Оно позволяет получать материалы для порошковой металлургии. Так, измельчение порошков улучшает эксплуатационные свойства феррито-вых сердечников. Применение ультразвукового диспергирования для изготовления люминофоров повышает качество изображения и светоотдачу экранов, а в полупроводниковых материалах — их термоэлектрическую эффективность. [c.171]

Чческих, тепловых и физико-химических характеристиках конструкционных и электротехнических материалов в связи с их строением и внешними т условиями. Рассмотрены технологии их получения, переработки, эксплуатации, утилизоции, контроля и измерения параметров. Изложены основы металловедения и способы обработки металлов приведены области ЕЕ применения электротехнических материалов и их классификация, осно- 1Р вы физики диэлектрических материалов рос смотрены свойства, техно- BL логии получения и применение газообразных, жидких и твердых электро-Л А, изоляционных материалов, проводниковых, полупроводниковых и магнит-ных материалов. [c.336]

Возможность применения полупроводников для целей усиления и возбуждения электромагнитных колебаний была впервые открыта советским изобретателем О. В. Лосевым в 1922 г. За последнее время в связи с разработкой новых, более совершенных типов полупроводниковых материалов, и в частности германия, стали изготовляться технически весьма совершенные триоды и даже тетроды. Германиевые триоды дают коэффициент усиления по мощности до 10 их максимальная рабочая частота достигает 200 Мгц иитервал рабочих температур от —40° до +80° С к. п. д. 50% срок службы до 100 000 ч выходная мощность 2 вт при ничтожно малых размерах триода (объем не более 30 мм ). [c.200]

В книге описаны свойства, методы получения и области применения новых материалов электронной техники полупроводниковых, магнитных, днэлектриче ских и лазерных. Показана связь между составом, структурой, физическими и химическими свойствами материалов, технологией их производства и параметра ми изготовляемых приборов. [c.2]

Преимущественная область применения методов и техники СВЧ — это контроль полуфабрикатов, изделий и конструкций из диэлектрических, композитных, ферритовых и полупроводниковых материалов, в которых радиоволны распространяются. От металлических структур радиоволны полностью отражаются, поэтому их применение возможно только для контроля геометрических параметров и поверхностных дефектов, а в случае толщиноме-трии металлических лент, листов, проката требуется двустороннее располо- [c.205]

Как припой индий употребляется сравнительно редко, однако припои на его основе нашли широкое применение при пайке вакуумных соединений, стеклянных и кварцевых изделий, узлов криогенной техники. Припои на основе индия обладают высокой коррозионной стойкостью в щелочных растворах, их применяют при пайке полупроводниковых материалов с малым сопротивлением перехода шва. Благодаря высокой пластичности индиевых припоев и хорошей смачивающей способности ими металлов и неметаллических материалов представляется возможность производить пайку материалов с различными ТКЛР. [c.93]

Преимуществом ультразвукового метода является также и то, что он позволяет обрабатывать не только электропроводные материалы (металлы и их сплавы), но и диэлектрики. При этом могут обрабатываться весьма твердые или хрупкие материалы. Поэтому ультразвуковой метод в настоящее время находит наибольшее применение для обработки изделий из стекла, кварца, минералокерамики, полупроводниковых материалов (германий, кремний), ферритов, полудрагоценных и драгоценных кристаллов (до алмаза включительно). Обработка сложных поверхностей (рис. УП-7, б) из указанных выше материалов возможна только при использовании ультразвукового метода. [c.462]

Предлагаемая книга рассчитана на студентов, обучающихся в электротехнических высших учебных заведениях, но автор старался сделать понятной ее также и для студентов других специальностей. Кроме того, и специалисты могут пользоваться ею как справочником по применению материалов, в котором имеется достаточное количество приближенных расчетов и решений задач. С тех пор, как автор начал заниматься электротехническими материалами, сначала под руководством профессора Абу, а затем в университете, его постоянно преследовал вопрос к какой технической или научной области отнести науку об электротехнических материалах В японской промышленности связи изделия из электротехнических материалов в настоящее время находят широкое применение и пользуются большим спросом. Это дает повод отнести электроматериаловедение к одному из разделов электротехники. Однако университетские специалисты считают, что электроматериаловедение — это один из разделов науки о материалах. В противовес этим взглядам в последнее время многие считают, что начало электроматериаловедению положили изучение электрическ(гх свойств веществ и развитие полупроводниковой техники. В данной книге автор намеревается дать ответ на вопрос, что такое наука об электротехнических материалах. Однако вследствие недостатка знаний автора в книге могут встречаться и слабые места, не удовлетворяющие поставленной цели. Но если читатель, прочитав книгу, хотя бы немного продвинется в понимании физики электротехнических материалов или же получит некоторые знания, связанные с их применением, то автор будет считать основную задачу книги выполненной. [c.8]

Наряду с тугоплавкостью нитридная керамика обладает хорошими электроизоляционными и полупроводниковыми свойствами при высокой температуре и сохраняет высокую термостойкость, химическую стойкость, малый коэффициент термического линейного расширения. Наиболее широкое применение получили высокотемпературные соединения 81зЫ4, BN, A1N и композиционные материалы на их основе, обладающие высокими электроизоляционными свойствами. [c.693]

Ф. нашел широкое практич. применение в технике, особенно в э.11ектро- и радиотехнике и электронике в области СВЧ. Последнее обусловлено тем, что Ф. в кристаллах обычно сосуществует с полупроводниковыми свойствами. Высокое значение уд. электроиро-В0Д1Г0СТИ ферримагнетиков при их применении в СВЧ аппаратуре приводит к несравненно меньшим значениям потерь па вихревые токи по сравнению с металлич. магнитными материалами (подробнее см. Ферраты). [c.301]

Полупроводниковые соединения типа А В и их твердые растворы являются наиболее перспективными материалами для создания монолитных ИОС [2, 4]. Волноводные структуры на основе этих материалов получают методами диффузии, эпитаксиального наращивания, ионной имплантации. Формируют оптические волноводы на основе соединений Л "В как изменением их электрических свойств, так и за счет применения материалов различного состава [10]. ПП соединений типа GaAs зависит от концентрации свободных носителей заряда, главным образом вследствие влияния их на частоту плазменного резонанса и на положение края собственного поглощения. Слой с меньшей концентрацией свободных носителей заряда имеет более высокий ПП, чем подложка с высокой концентрацией носителей. В полупроводниковом материале с концентрацией свободных носителей N в единице [c.168]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...