4.2. Простые полупроводники

Простыми называют такие полупроводники, основной состав которых образован атомами одного химического элемента.

Большинство полупроводниковых материалов представляют со­бой кристаллические твердые вещества с упорядоченной периоди­ческой структурой.

Кристаллические вещества состоят из элементарных ячеек (ре­шеток).

Элементарная ячейка представляет собой наименьший объем кристаллического вещества в виде параллелепипеда, перемещая который вдоль трех независимых направлений, можно получить

кристалл.

Простая кубическая элементарная ячейка (рис. 4.8) состоит из атомов, расположенных в вершинах куба. Типичным материалом с такой структурой является хлористый цезий, в решетке которого последовательно чередуются положительные ионы цезия и отрица­тельные ионы хлора.

Если атомы располагаются не только в вершинах куба, но и в середине каждой грани (рис. 4.9), то материал имеет гранецентри-рованную кубическую ячейку (решетку). Типичным материалом с такой структурой являются хлористый натрий (поваренная соль) и алюминий.

Большинство полупроводниковых материалов после кристалли­зации имеют решетку типа алмаза, которая представляет собой мо­дификацию гранецентрированной кубической решетки. В решетке этого типа ребра элементарной ячейки не совпадают с направлени­ями валентных связей. Одна из граней кристалла с решеткой типа алмаза представлена на рис. 4.10.

Монокристаллические вещества обладают анизотропностью, т. е. свойства кристаллов изменяются в зависимости от направления кри­сталлографических осей (см. 1.2). Поэтому при использовании мо­нокристаллических материалов в различных технологических про­цессах иногда необходимо задавать ориентацию кристаллографи­ческих плоскостей.

При производстве полупроводниковых микросхем используют свойства материала в направлении определенных кристаллографи­ческих плоскостей, поэтому резку полупроводниковых слитков про­водят по этим плоскостям.

4.3. Полупроводниковые соединения

Простые полупроводники не всегда отвечают требованиям совре­менного производства полупроводниковых приборов. Для создания материалов с различными свойствами широко используют сложные неорганические и органические полупроводниковые соединения.

Структура сложных полупроводников образована атомами раз­личных химических элементов. К этой группе относят твердые ра­створы и химические соединения типа А"¹ В", где верхние индексы т и п обозначают номер группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, а нижние х и у - число атомов этого элемента в соединении.

Наиболее широкое применение нашли неорганические кристал­лические полупроводники.

Глава 5 диэлектрические материалы

По назначению диэлектрические материалы можно разде­лить на электроизоляционные материалы и активные диэлектрики.

По агрегатному состоянию диэлектрические материа­лы подразделяют на твердые, жидкие и газообразные.

Особую группу составляют твердеющие материалы, кото­рые в исходном состоянии являются жидкостями, а в процессе из­готовления изоляции отверждаются и в период эксплуатации пред­ставляют собой твердые вещества, например компаунды, клеи, лаки и эмали.

По химической основе диэлектрические материалы под­разделяют на органические и неорганические.