Получение чистых полупроводниковых материалов

Пример интенсифицирующего действия УЗ в газах — получение чистых полупроводниковых материалов (кремния, германия) из газовой фазы. Ускорение процесса в этом случае обусловливается акустич. течениями, возникающими как в объёме газа, так и у поверхности сильно нагретой затравки. Эти течения обеспечивают подведение свежих порций газа к поверхности затравки, а также способствуют разрушению поверхностного пограничного диффузионного слоя. При одинаковых прочих технологич. условиях полупроводниковые стержни при воздействии УЗ получаются более плотными и массивными, чем без УЗ. Кроме того, у стержней, полученных без УЗ, поверхность имеет столбчатую структуру, что уменьшает выход готового продукта. Для получения сильных акустич. течений необходимо воздействовать на процесс акустич. колебаниями низкой частоты (около 5 кГц), при уровне интенсивности 155—160 дБ. [c.364]

Получение чистых полупроводниковых материалов [c.190]

Глава 5. Получение чистых полупроводниковых материалов [c.192]

Итак, получение чистых полупроводниковых материалов производится химическими и металлургическими методами. Химическая очистка, например, германия и кремния заключается в получении их летучих соединений (как правило, галогенидов, см. гл. 6), которые легко отделяются от примесей и их соединений, а затем в восстановлении предварительно очищенных летучих соединений до элементарных Ое и 51. Металлургические методы заключаются в многократной перекристаллизации слитка основного вещества путем последовательного расплавления его участков. В этом курсе мы не будем рассматривать химические методы очистки веществ, так как они специфичны для каждого вещества, а остановимся на металлургических (кристаллизационных) методах очистки, при которых вещество может очищаться в процессе его выращивания. Кристаллизационные методы очистки основаны на различии содержания примесей в жидкой и твердой фазах, находящихся в равновесии при данной температуре (см. рис. 5.1). Следствием этого свойства является оттеснение примеси к концу слитка или ее захват в начальных частях слитка в ходе кристаллизации, то есть очистка вещества от примеси в любом случае. [c.192]

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]

Получение особо чистых полупроводниковых соединений осуществляют, применяя для их синтеза очищенные компоненты. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах 10" —10" %. Синтез разлагающихся соединений проводят либо в запаянных кварцевых ампулах при контролируемом давлении паров летучего компонента в рабочем объёме, либо под слоем т. н. жидкого флюса, (иапр., особо чистый обезвоженный борный ангидрид). Синтез соединений, имеющих большое давление паров летучего компонента над расплавом, осуществляют в камерах высокого давления. Часто синтез совмещают с последующей дополнит, очисткой соединения путём направленной или зонной кристаллизация расплава. Направленную кристаллизацию осуществляют перемещением контейнера с расплавом в область (зону) с градиентом темп-ры. При зонной плавке расплавленная зона перемещается вдоль кристалла. [c.46]

Плазменной струей можно создать процесс испарения материалов. Конденсацией паров материалов, выходящих из плазменной струи, можно получать монокристаллы полупроводниковых материалов и чистых металлов, таких как вольфрам, молибден, ниобий и т. д. Плазменную струю можно использовать для получения тонких металлических нитей, в том числе нитей очень высокой прочности. Испарением с последующей конденсацией можно получать мелкодисперсные порошки как металлов, так и их соединений. [c.463]

Проводимость чистого полупроводникового материала обычно очень мала и определяется как электронами, так и дырками в равной мере. Для получения материала типа р или типа п в исходный полупроводник добавляется примесь. Если атомы примеси имеют окислительные свойства по отношению к основному полупроводниковому материалу, то они забирают часть свободных электронов в свои наружные валентные оболочки, и эти электроны становятся неподвижными (в том смысле, что они связаны с определенным атомом кристаллической решетки). При этом в материале появляется избыток свободных носителей — дырок и образуется полупроводник р-тппа. Такая примесь называется акцепторной. Примесь с восстановительными свойствами, наоборот, отдает валентные электроны, создает в материале избыток последних в свободном состоянии, и образуется полупроводник п-типа. Этот вид примесей называется донорным. [c.62]

В основе всех способов очистки полупроводниковых материалов лежит различие в химических и физических свойствах разделяемых веществ. При существенном различии в свойствах разделяемых материалов их легко отделить, и, наоборот, проблема очистки становится сложной, если очищаемый материал и примесь очень близки по своим фи-зико-химическим характеристикам. Как правило, для получения чистых веществ применяют многоступенчатые технологические схемы, включающие различные химические и металлургические методы очистки. [c.190]

По объему производства алюминий и сплавы на его основе занимают первое место среди нежелезных металлических материалов. Алюминий применяется для изготовления элементов конструкций и деталей, не несущих нагрузки, например трубопроводов, палубных надстроек в машино- и авиастроении заменяет медь при производстве массивных проводников (кабелей, шин, конденсаторов и др.) в металлургии как легирующую добавку используют в сплавах Си, Mg, Ti, Ni, Zn, Fe и др. в пищевой и химической промышленности используется как материал для хранения и транспортировки пищевых продуктов, воды и др., а также для изготовления предметов домашнего обихода. Чистый и сверхчистый алюминий применяют в полупроводниковой технике и для получения разного рода зеркал. [c.212]

Известно несколько способов получения диффузионного соединения полупроводник — металл диффузионная сварка чистых полупроводниковых материалов с металлами, а также предварительно металлизированных полупроводниковых и металлических деталей. Диффузионная сварка простых полупроводникот (кремний, германий) и бинарных соединений (арсенид галлия, карбид кремния) с металлами и сплавами имеет общие и отличительные закономерности. Специфические особенности этих соединений вызваны разной природой, различным строением структуры, физическими и механическими свойствами полупроводников. При диффузионной сварке чистых материалов (полупроводник — металл) зависимости температуры сварки от давления сжатия имеют экспоненциальный характер (рис. 7, кривая /). С увеличением температуры сварки давление сжатия необходимо уменьшать. При диффузионной пайке давление становится минимальным, при диффузионном вплавлении металлов в полупроводник — равно нулю. С уменьшением температуры сварки давление сжатия необходимо увеличивать. Это свя- [c.234]

Оптические свойства полупроводников. Выше, в 1.2, было показано, что методы ИПД могут быть использованы для получения наноструктур не только в чистых металлах и сплавах, но и в полупроводниковых материалах, широко используемых в электронной технике. В последние годы значительный интерес вызвали оптические свойства наноструктурных Si и Ge, в которых наблюдалось люминесцентное свечение в видимой области спектра. Эти эффекты были обнаружены в пористом Si, полученном химическим травлением [396, 397], в образцах Si, полученных электронно-лучевым распылением [398], и в нанокристаллах Ge, полученным магнетронным распылением [399]. Вместе с тем в этих работах исследованные образцы были в виде пористого материала или тонких пленок. В этой связи интерес представляет исследование спектров рамановского рассеяния и фотолюминес- [c.232]

Химические методы получения простых полупроводников и чистых элементов, используемых при легировании и в производстве сложных полупроводниковых материалов, обеспечивают высокую степень очистки. Дистилляцией (испарение жидкой фазы) удаляют легкоиспаряющи-еся примеси, ректификацией (многократное испарение и конденсация) — примеси, имеющие невысокие температуры плавления, испарения и большой интервал жидкого состояния. Сублимацией (испарение твердой фазы) очищают от механических примесей и газов и получают монокристалл. Перечисленными методами можно получать монокристаллы с высоким значением удельного электросопротивления. Например, монокристалл германия при р = 0,10 Ом -м содержит в 1 м 10 ° атомов примесей (см. рис. 18.10). [c.590]

Кремний. Несмотря на исключительное расдространение на земле, в свободном состоянии не встречается. Выделение его в чистом виде представляет сложную техническую задачу. Чистый Кремний — крупнокристаллический порошок серого металлического цвета, хрупкий, твердый. Сверхчистый кремний (монокристаллический) является полупроводниковым материалом. Основное назначение кремния в машиностроении — является легирование стали и сплавов цветных металлов. Для этой цели применяется кремний кристаллический ГОСТ 2169-43, получаемый путем восстановительной плавки кварца или кварцита (табл. 37). Кремний кристаллический марки Кр-0 предназначается для изготовления высококачественных специальных сплавов марки Кр-1 — силуминов и других сплавов марки Кр-2 — для подшихтовки при выплавке алюминиевых и других сплавов, не требующих особой чистоты кремния марки Кр-3 — для химикотермических процессов восстановления, для получения водорода, для пиротехнических и других целей. В кремнии, предназначенном для алюминиевокремниевых сплавов, допускается повышенное содержание алюминия против приведенных форм. Кремний поставляется в кусках разнообразной формы размером не менее 20 мм. Содержание мелочи не должно пре-вшпать 10% партии по весу. [c.143]

Для использования элементарных полупроводников в полу-прсводниковой технике, а также для получения полупроводниковых соединений из очень чистых компонентов необходимы материалы с очень высокой степенью чистоты. Степень чистоты полупроводникового материала определяется в зависимости от того, для какой цели он предназначен. Способы очистки материала разнообразны. Ниже кратко рассмотрены наиболее часто применяемые способы очистки. [c.182]

В принятых XXV съездом КПСС Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976— 1980 годы указано Значительно увеличить производство... железных порошков и порошков из легированных сталей и сплавов, прецизионных сплавов, а также металлокерамики... Освоить в промышленных масштабах технологию получения железа из руд методом прямого восстановления... Развивать производство полупроводниковых, особо чистых и специальных материалов для электронной, электротехнической промышленности и других отраслей. Освоить производство новых высокостойких твердых сплавов, углеродной и другой продукции. Значительно увеличить выпуск высокоточных пластин из твердых сплавов для металлорежущего инструмента . [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...