4.2. Задания к разделу 2

1. Используя термодинамические данные из таблицы и формулы (2.6) и (2.7), рассчитать температурные зависимости k_р1(Т), k_p2(T) и k_p3(T) в интервале температур 800 – 1300 К.

2. Вычислить по формуле (2.12) зависимость степени превращения a(T,a) для интервала температур 800 – 1300 К, интервала относительной влажности водорода 0,002 – 0,03 и заданного индивидуально суммарного давления Р.

3. Рассчитать по формулам (2.11) и построить зависимости p_H2O(Т,х) и p_As2(Т,х) = p_Ga2O(Т,х) для заданных значений влажности х.

4. Используя выражения (2.13) и (2.14), рассчитать и построить зависимости G₂(Т,x) и G₃(Т,x) для выбранных значений х.

5. Графически вычислить корни уравнений G₂(Т,x) = 0, и G₃(Т,x) = 0; результаты решения изобразить графически в координатах (Т,х); указать границы области стехиометричности газовой фазы.

Таблица 3. Термодинамические данные системы GaAs – H₂O – H₂

Функции	T, K	Вещество (состояние)
		Н2 (г)	Н2О (г)	As2 (г)	As4 (г)	Ga2O (г)	Ga2O3 (т)	Ga (ж)	GaAs (т)
ФТ ,	700	33,15	27,41	59,60	80,34	73,03	25,63	19,90	16,27
	800	33,72	48,09	60,29	81,88	74,07	27,38	20,79	16,76
	900	34,25	48,75	60,95	83,34	75,08	29,07	21,57,	17,20
	1000	34,76	49,38	61,58	84,76	76,04	30,71	22,27	17,65
	1100	35,24	49,99	62,17	86,11	76,96	32,30	22,90	18,10
	1200	35,69	50,58	62,74	87,35	77,83	33,82	23,48	18,43
	1300	36,13	51,14	63,28	88,36	78,66	35,24	24,01	18,88
	298	0	57,8	48,0	34,5	19,7	240	1,34	17,7

Таблица 4. Термодинамические данные некоторых материалов

Вещество			СP, 298,	H фаз. переход (кДж/моль)
				Тплав, oC	Hт-ж	Тисп, oC	Hж-газ
1	2	3	4	5	6	7	-
AsCl3(Ж)	 75,1	50,5	31,8	-16	2,4	130	9,0
AsCl3(газ)	 64,5	77,6	18,0	T = 130 – 1500 K
Ga (тв)	0	9,8	6.2	30	1.3	2205	60,9
Ga (газ)	 65,1	40,2	6,0
GaCl3(газ)	 105,8	(51)	(4)
Al (тв)	0	6,7	5,8	660	2,6	2520	69,8
AlCl3(тв)	 166,2	40	13,2	180	13,4
AlCl3(газ)	 139,7	77,6	4,9
In2O (газ)	 55	298	50	T = 700 – 1500 K
In2O3 (тв)	 926	108	92	T = 700 – 1500 K
In (тв)	0	57,8	26.7	156	3,3	2024			228
In (газ)	0	7,14	6,20
InAs	15,5	14,7	12,6	943
GaP	- 16,1	15,2	13,0	1467
P (тв)	0	10,0	5,7	566	0,16	460(воз)			3,1
1	2	3	4	5	6	7		-
P4(газ)	 75,1	38,8	5,0
Ta	0	39,6	24,36		31,5
TaCl5 (тв)	 861	264,6	140	220	34,4
TaCl5 (ж)	827,4	336,1	193	233
TaCl5 (газ)	 767,3	418,1	124	T = 510 – 2500 K
TaCl4 (тв)	 709,8	193	134	T = 510 – 2500 K
TaCl2 (тв)	 357	128	65.6	T = 298 – 1250 K
Nb	0	8,74	5,87
NbCl5(тв)	 189,8	53,8	37,8	205	6,9	250			13,0
NbCl5 (газ)	 169,9	68,2	31,5	T = 523 – 2000 K
NbCl4(тв)	 166,0	43,8	31,8	455	29,3
NbCl4 (газ)	 135,5	84,7	25,7	T = 728 – 2000 K
NbCl3 (тв)	 138,5	35,0	22,8	T = 298 – 2000 K
H2	0	31,1	6,9	T = 298 – 2000 K
Cl2	0	53,1	7,5	T = 298 – 2000 K
HCl	 22,0	44,2	6,3	T = 298 – 2000 K

3. Исходные данные, требуемые для расчета диффузионных задач

Таблица 5. Коэффициенты диффузии химических элементов

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Сmax, см3		Тmax, 0C	проводимость
1	2	3	4		5	6
Кремний Si (Tпл = 1420 0С)
B	1,610-9	4,6	11020		1200	p
Al	0,05	2,7	21021		1150	p
Ga	36,0	2,5-3,4	71020		1250	p
In	0,03-0,45	2,41	31019		1250	p
Tl	0,06	2,5	11018		1250	p
As	6,3-12,7	2,42	11020		1150	n
Sb	5,6	2,4	11019		1300	n
Bi	6,9	2,4	11017		1300	n
1	2	3	4		5	6
Li	2,310-3	0,5	31019		1100	n
Au	1,110-3	2,5	51016		1300	Амофотерн.
P	10,5	3,7	1,31021		1200	n
Ag	210-3	1,6	2,01017		1300	n
Cu	0,04	1,0	1,51018		1300	p
Zn	0,1	1,4	1,61016		1325	p
Sn	2,1610-5	5,39	5,01019		1200	n
Fe	6,210-3	0,87	3,01016		1325
Германий Ge (Тпл = 937 0С)
B	1,8109	4,55	11018			p
Al	1,6102	3,24	4,31020	700		p
Ga	40.0	3,15	51020	650		p
In	20.0	3,0	41018	800		p
Ta	15.0	2,9	11017	800		p
P	4,410-2	1,0	21020	560		n
Bi	3,3	2,47	61016	910		n
Li	1,310-3	0,46	7,51018	825		n
Cu	1,910-4	0,18	6,81016	875		p
Zn	5,0	2,7	2,51018	750		p
Au	2,25	2,5	3,01016	900		Амфотерн.
Sb	10,0	2,5	1,21019	800		n
As	1,5	2,39	71019	800		n

Таблица 6.. Теплофизические характеристики для расчета коэффициентов диффузии в бинарных полупроводниках

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	проводимость
1	2	3	4
Антимонид алюминия AlSb (Tпл = 1065C)
Zn	0,33	1,93	p
Cu	3,510-3	0,36	p
Арсенид индия InAs (Tпл = 942С)
Cu	0,036	0,52	n
Mg	1,9810-6	1,17	p
Zn	3,1110-3	1,17	p
Cd	4,3510-4	1,17	p
Ge	3,710-6	1,17	n
1	2	3	4
Sn	1,4910-6	1,17	n
S	6,76	2,2	n
Se	12,55	2,2	n
Te	3,4310-5	1,28	n
Антимонид галия GaSb (Tпл = 706С)
Sn	2,410-5	0,8	p
Te	3,810-4	1,2	n
Cd	1,510-6	0,72	p
Li	0,12	0,7	n
Фосфид индия InP (Tпл = 1062С)
Cu	3,810-3	0,69	p
Cd	110-7	0,72	p
Zn	1,6108	0,3	p
Фосфид галлия GaP (Tпл = 1465С)
Zn	1,0	2,1	p
S	3,010-3	4,7	n
Антимонид индия InSb (Tпл = 530С)
Cu	3,510-5	0,37	p
Ag	110-7	0,25	p
Li	710-4	0,28	n
Cd	110-5	1,1	p
Zn	2,610-2	1,36	p
Sn	1,310-6	0,65	n
Ge	510-6	0,95	p
S	410-5	1,05	n
Se	1,610-2	1,3	n
Co	110-7	0,25	p
Fe	110-7	0,25	p
Te	6,610-5	1,19	n
Арсенид галлия GaAs (Tпл = 1238С)
Li	0,53	1,0	n
Mg	410-5	1,22	p
Cd	0,05	2,43	p
Zn	810-5	1,5	p
Ge	310-5	1,8	n
Sn	610-4	2,5	n
S	1,6	2,8	n
1	2	3	4
Se	3103	4,16	n
Mn	0,65	2,49	p
Te	2,610-5	2,0	n
Be	7,310-6	1,2	p
Селенид кадмия CdSe (Tпл = 1341С)
P	0,7	2,1	p
S	0,12	0,65	n
Te	16,0	2,47	n
Теллурид ртути HgTe (Tпл = 670С)
Cd	3.110-4	0,69	Нейтральный
In	110-5	0,5	n
Ag	610-4	0,8	p
Cульфид кадмия Cds (Tпл = 670С)
Cu	1,510-3	0,76	P
Ag	0,24	1,2	N
Au	200,0	1,8	Нейтральный
Li	310-6	0,68	p
Теллурид кадмия CdTe (Tпл = 819С)
Se	1,1710-14	1,35	n
In	4,110-2	1,6	n
Ag	10,0	0,61	p
Cu	3,710-4	0,67	p
O	610-16	0,29	n
Bi	10-10	0,35	p
Сульфид цинка ZnS (Tпл = 830С)
Mn	2,33	2,46	p
Cu	2,610-3	0,73	p
In	30,0	2,2	n
Au	1,7510-4	1,16	p
Селенид цинка ZnSe (Tпл = 1520С)
Al	0,3	2	n
Cu	1,710-5	0,56	p
Теллурид цинка ZnTe (Tпл = 1295С)
Li	2,310-2	1,22	p
In	4,0	1,95	n

Список литературы

1. Барыбин А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники.  СПб.: Издательство «Лань», 2001. – 272 с.

2. Китель Ч. Введение в физику твердого тела. /Пер. с англ.  М.: «Мир», 1980. – 420 с.

3. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Теория процессов полу-проводниковой технологии. Электронные и микроэлектронные материалы и компоненты твердотельной электроники.  М.: МИСИС, 1995.  493 с

4. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.  M.: «Высш. шк.», 1986. – 368 с.

5. Свойства неорганических соединений. Справочник / Ефимов А.И. и др.  Л.: «Химия», 1983  392 с.

6. Технология и аппаратура газовой эпитаксии кремния и германия / Скворцов И.М., Лапидус И.И., Орион Б.В. М.: Энергия, 1978.  136 с.

7. Угай Я.А. Введение в химию полупроводников.  M.: «Высш. шк.», 1975. – 302 с.

Оглавление

1. Термодинамическая оценка окисляемости металлов

при термообработке оксидного катода……………………………………...3

1.1. Общие сведения…………………….………………………………….....3

1.2. Расчет состава газовой фазы………………………………………….....4

1.3. Расчет констант равновесия……………………………………………..5

1.4. Расчет окисляемости металлов………………………………………….7

2. Химическое осаждение из газовой фазы……………………………………...8

2.1. Общие сведения…………………………………………………………..8

2.2. Газотранспортные химические реакции в системе GaAs – H₂O –H₂….9

2.3. Расчет констант химического равновесия……………………………..11

2.4. Расчет состава газовой фазы……………………………………………11

2.5. Область стехиометричности газовой фазы…………………………….12

3. Диффузионные процессы……………………………………………………..14

3.1. Уравнения диффузии…………………………………………………....14

3.2. Диффузионная задача с неограниченным источником……………….15

3.3. Диффузия из ограниченного и полуограниченного источника……....16

3.4. Расчет распределения примеси после двухстадийной диффузии……17

3.5. Расчёт распределения примеси в случае двойной

последовательной диффузии……………………………………………20

4. Задания и физико-химические сведения……………………………………..23

4.1. Задания к разделу 1……………………………………………………...23

4.2. Задания к разделу 2 ……………………………………………………..25

4.3. Исходные данные, требуемые для расчета диффузионных задач……27

Список литературы………………………………………………………………31

____________________________________________________________________

Подписано в печать . .04. Формат  6084 1/16

Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Times New Roman»

Печ.л. 4, Тираж 100 экз. Заказ

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

197376, С.-Петербург, ул. проф. Попова, 5

2