Главная » Каталог    
рефераты Разделы рефераты
рефераты
рефератыГлавная

рефератыБиология

рефератыБухгалтерский учет и аудит

рефератыВоенная кафедра

рефератыГеография

рефератыГеология

рефератыГрафология

рефератыДеньги и кредит

рефератыЕстествознание

рефератыЗоология

рефератыИнвестиции

рефератыИностранные языки

рефератыИскусство

рефератыИстория

рефератыКартография

рефератыКомпьютерные сети

рефератыКомпьютеры ЭВМ

рефератыКосметология

рефератыКультурология

рефератыЛитература

рефератыМаркетинг

рефератыМатематика

рефератыМашиностроение

рефератыМедицина

рефератыМенеджмент

рефератыМузыка

рефератыНаука и техника

рефератыПедагогика

рефератыПраво

рефератыПромышленность производство

рефератыРадиоэлектроника

рефератыРеклама

рефератыРефераты по геологии

рефератыМедицинские наукам

рефератыУправление

рефератыФизика

рефератыФилософия

рефератыФинансы

рефератыФотография

рефератыХимия

рефератыЭкономика

рефераты
рефераты Информация рефераты
рефераты
рефераты

Получение сверхчистых материалов для микроэлектроники


МИФИ
Факультет «Ф»
Получение сверхчистых материалов для микроэлектроники
Иванов
Эдуард Валериевич
______________
Консультант
Петров
В.И.
1998
Введение.
    Требования к
свойствам материалов по мере развития техники непрерывно растут, причём подчас
необходимо получить труднореализуемые 
либо даже несовместимые сочетания свойств . Это и порождает  многообразие материалов . Возникают новые
классы  сложных  комбинированных материалов. Материалы
становятся всё более специализированные . 
    Большинство используемых в настоящее время
материалов создано в результате исследований, основанных  на экспериментально найденных  закономерностях.
     К таким материалам, используемым в
микроэлектронике относится, германий, ещё недавно не находивший применения  в технике. Стал одним из важнейших
материалов, обеспечивающих развитие современной техники на одной из важнейших
передовых позиций – техники полупроводниковых диодов и триодов.
    Применение германия стало возможным, когда
его удалось практически нацело очистить от примесей. В полупроводниковой
технике, важнейший и пока практически единственно области применения , германий
почти исключителен в виде монокристаллических слитков ультравысокой чистоты,
содержание примесей в таком германии составляет только несколько миллионных
долей процента.
    Германий является рассеянным элементом и
получается в основном из отходов других производств. В последнее время одним из
важнейших источников получения германия США и Англии становиться каменный уголь.
Разработан ряд технологических схем получения германия из этого источника.
    Техника получения монокристаллов германия
высокой чистоты разработана в настоящее время достаточно надежно и обеспечивает
выпуск монокристаллического германия в промышленном масштабе.
    Ничтожное содержание примесей (порядка 10 –
10 %) резко изменяют электрические характеристики германия. Будучи намерено
вводимы в очищенный германий резко изменяют электрические свойства германия в
благоприятном направлении, улучшая его эксплуатационные характеристики.
    В связи с этим, наряду с очисткой германия,
возникли важнейшие проблемы легирования германия ничтожно малым количеством
примесей, контроля этих примесей, и изучения их взаимодействия между собой и с
германием, изменением свойств германия в зависимости от состава и т.п.
Важнейшее место в этих исследованиях должно занять изучение процессов диффузии
примесей германия, вопросов изменения свойств германия в зависимости от степени
совершенства монокристалла, от теплового воздействия и т.д.
Получение
полупроводников.
Исторически
так сложилось, что первоотцом микроэлектороники  является кремний .  В природе
кремний в основном встречается в виде оксида кремния (IV) SiO2  ( песок, кварц ), а также в виде 
силикатов. Схема получения силикатов представлена на рисунке 1.
 
               
Рисунок 1.
    Не
менее неободим в микроэлектронике и германий. Эти два полуприводника почти в
равной степени используются в микроэлектронике.
    Общим
методом получения кремния и германия высокой степени чистоты является метод
зонной плавки. Этот метод ( схема метода зонной плавк приведена на рисунке №2)
   
Рисунок
2.
   1
Загрязнённые кристаллы в цилиндрической        трубке
    2 –
Плавление кристаллов ( нагреватель – раскалённая спираль )
    3 – Трубка медленно движется относительно
спирали
    4 – Вещество кристаллизуется после
прохождения зоны нагревания
    5 – Примеси более растворимы в расплаве и
концентрируются в расплавленной зоне
Так же
очень чистые материалы можно получить методом осаждения ионов данного металлоида
на катоде в расплаве ( но этот метод по своей сути очень похож на зонную плавку
). В основном это расплавы сульфатов германия и оксидов кремния. Кстати впервые
этот метод был использован при получении алюминия в девятнадцатом веке, что
привело к колоссальному падению цен на этот металл, который до этого был ценнее
золота.
В
настоящее время...
В
настоящее, время проблема получения полупроводников высокой чистоты, менее
актуальна чем раньше, т.к. технологии получения уже относительно давно отработаны
и стоят на должном уровне. Ну а сейчас, ученые занимаются изучением оксидных
плёнок и их возможным применением в микроэлектронике и электронике в целом.
Основной  проблемой полупроводников  является их нагревание во время работы. Отмечено,
что основной причиной, приводящей к деградации монокристаллов Si после нагрева,
являются структурные преобразования, связанные с частичным превращением
алмазоподобного Si в кремний со структурой белого олова. Причиной этих
превращений, наблюдаемых при высоких давлениях, является возникновение
многочисленных очагов концентрации напряжений вследствие анизотропии теплового
расширения различно ориентированных микрообъемов кристалла. В этих очагах
возможно достижение высоких давлений, необходимых для указанного фазового
перехода. Высказано соображение, что предотвращение процесса структурных
превращений, приводящих к деградации электрофизических свойств Si, возможно
путем легирования его переходными либо редкоземельными металлами, повышающими
энергию межатомного взаимодействия и за счет этого уменьшающими коэффициент
термического расширения. Выбор легирующих добавок обоснован расчетами энергии
связи и зарядовой плотности на основе системы неполяризованных ионных радиусов.
Для
получения полупроводников с электронной проводимостью ( n – типа ) с изменяющейся в широких
пределах концентрацией электронов проводимости используют донорные примеси,
образующие «мелкие» энергетические уровни в запрещённой зоне вблизи дна зоны
проводимости.  Для получения
полупроводников с дырочной проводимостью ( P – типа ) вводятся
акцепторные примеси, образующие уровни вблизи потолка валентной зоны.  
РАСПРОСТРОНЕНИЕ.
    Основное распространение полупроводники
получили в компьютерных микросхемах и чипах. Именно эта область
микроэлектроники требует наибольшего количества кремния и германия, причем
очень высокой чистоты. В данной отрасли микроэлектроники наряду с сверхчистыми
кремнием и германием, всё больше и больше применяются сверхпроводящие материалы.
     Описанные выше методы, служат базой для современных разработок
в данной области.  
Список используемой
литературы:
1. Физическая
энциклопедия – 1990
   издательство « Советская
энциклопедия »
2. Германий
1985
Издательство
иностранной литературы, Москва   ( сборник
переводов ).
3. Материалы
высокой чистоты – 1978
Издательство
« Наука »
4. Журнал « Физика и техника
полупроводников » -    
        1997 - 8
5. Проблемы современной
электроники –       
        1996 – Сергеев А. С.
6. Начала современной химии - 1989-
Рэмсден Э.Н.
   издательство « Ленинград «Химия» »  
7. Радиолюбитель – 1998-4
8. Современные достижения в микроэлектронике

         1998 – издательство
« РФСком »
рефераты Рекомендуем рефератырефераты

     
Рефераты @2011