Добавил:

MalikovB Адепт твердотельной электроники, последователь учений Михайлова Н.И. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Физико-химические основы технологии материалов электронной техники

Файл:

Методы / Метода к курсачу 2015 года

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.06.2024

Размер:

1.17 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 43 4 > Следующая >>>

x, мкм

2. Для рационального выбора шага по оси x при построении распределения определяется глубина залегания коллекторного и эмиттерного переходов:

x	jк	2	D t	2,3lg(C	С	В	)
	jк		а а	0а		В

x jэ0

6	D t	д
	д	д

;

x		1
	jэ1	4D	t
				д
		д

		1
		4D t
		4D t
		а а

	1/2

2,3lg(C	С	)
0д	0а

;

			1

x	jэ
x
		2	D t
		2	D t	д
			д	д

		2
0,3
0,3

x	jэ1
	jэ1

		1/2
1
1
4D	t
	a a

2,3lg(C	С	)
0д	0а

3. Следующей операцией яв-

ляется построение распределения,

1E+22

показанного на рис. 3.4. Концен-

1E+21

трация примеси изменяется по глу-

бине диффузионного слоя, при

1E+20

), см

C(x, t

xjэ

xjк

этом изменяется и плотность дис-

1E+19

локаций. Обычно область дислока-

1021

ций не достигает p-n-переходов.

1E+18

1020

Диффузанты, у которых разли-

1E+17

чие в атомных радиусах меньше,

1019

1E+16

чем у бора и кремния или у фос-

1018

0 1

2 3 4

фора и кремния, будут образовы-

1017

Рис. 3.4

вать более совершенные p-n-пере-

ходы. К таким диффузантам отно-

1016

сятся мышьяк, галлий и алюминий.

Сильнолегированный без дислокационный слой можно получить, если провести одновременно диффузию

примесей, имеющих противоположное различие в атомных радиусах.

Cк

двух

ЗАДАНИЯ

1. Вычислить для заданной пары «металл–окисел» зависимости	0
	GT

интервале температур 1000…1500 K для реакций (1.1) – (1.3) трем приближениям, используя формулы (1.16) – (1.18) и П.1, П.2.

по

2. Определить температурные зависимости отношения

p	p
CO	CO2

для

всех трех приближений в интервале 1000 … 1500 К, используя результаты зад.

1 и формулы (1.6) и (1.8).

3. Построить графики температурных зависимостей	pCO	pCO	2	и
			2

K p1.3(T ) для трех приближений и по знаку G

ляемости заданного металла.

4. Используя термодинамические данные

(2.9), рассчитать температурные зависимости K

(1.19) сделать вывод об окис-

из таблицы и формул (2.8) и

p2.1(T ) , K p2.4 (T ) и K p2.6 (T )

винтервале температур 800 … 1300 К.

5.Вычислить по формуле (2.15) зависимость степени превращения

(T, x) для интервала температур T = 800 … 1300 К, интервала относительной влажности водорода x = 0,002 … 0,03 и заданного индивидуально суммар-

ного давления				p .
ного давления

	6. Рассчитать по формулам (2.14) и построить зависимости							pH	2	O (T , x) и
									2
pAs	2	(T ,	x) pGa		2	O (T , x) для заданных значений влажности х.
	2				2
	7. Используя выражения (2.16) и (2.17), рассчитать и построить зависимо-
сти	G2		(T , x)	и G3 (T , x) для выбранных значений х.
	8. Графически вычислить корни уравнений G2 (T , x) 0						и	G3(T , x) 0;

результаты решения изобразить графически в координатах температура–влаж- ность (Т, х); указать границы области стехиометричности газовой фазы.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Термодинамические свойства металлов и соединений

Вещество

ВаСО3

ВаО

CaCO3

CaO

CO (газ)

CO2 (газ)

MgO

MgCO3

SrCO3

SrO

Ag2O

Al2O3

CdO

СrO3

Сr2O3

Сu

СuО

Сu2О

FeO

Fe2O3

Fe3O4

MoO2

H	0	,
	298

ккал
моль

S2980 ,

кал

моль К

c	p 298	,

кал
моль К

Таблица П. 1

c		(T ) a bT cT	2
	p


a		b 103	c 10−5

−287,06	26,80		20,4		21,50	11,06		−3,91
−128,60	16,80		11,34		11,79	1,88		−0,88
−288,44	21,92		19,95		24,98	5,24		−6,20
−151,79	9,50		10,24		11.67	1,08		−1,56
0	1,37		2,04		4,03	1,14		−2,04
−26,41	47,22		6,96		6,79	–0,98		−0,11
−94,05	51,06		8,87		10,57	2,10		−2,06
0	7,81		5,92		4,97	3,04	0,04
−143,81	6,45		9,03		10,18	1,74		–1,48
−261,90	15,70		18,05		18,62	13,80		–4,16
−294,60	23,20		19,46		23,52	6,32		−5,08
−144,44	13,10		10,64		12,34	1,12		−1,81
Оксиды металлов, входящих в состав кернов
0		10,20		6,09		2,04		−0,36
0		10,20		6,09	5,09	2,04		−0,36
−7,42		29,00		15,75	11,13	15,48		–
0		6,77		5,82	4,94	2,96		–
−400,48		12,17		18,89	27,43	3,06		−8,47
0		12,37		6,21	5,31	2,94		–
−61,67		13,10		10,38	9,78	2,02		–
0		5,68		5,58	4,16	3,62		−0,30
−139,60		15,90		–	–	–		–
−272,70		19,40		28,38	28,53	2,20		−3,74
0		7,97		5,86	5,41	1,50		–
−37,23		10,19		10,11	11,53	1,88		–1,76
−40,83		22,08		14,96	14,08	5,88		–0,76
0		6,49		5,97	3,04	7,58		–0,60
−63,64		13,74		11,50	11,66	2,00		−0,67
−197,00		20,89		24,80	23,49	18,60		−3,55
−267,13		36,20		34,27	39,92	18,86		−10,01
0		6,82		5,71	5,18	1,66		–
−140,80		11,06		13,38	14,11	5,82		–2,18
0		8,70		5,88	5,89	0,81		–0,22

Окончание табл. П. 1

	H		0	,
			298

Вещество		ккал


		моль
NbO	−97,03
NbO2	−190,10
Nb2O5	−453,50
Ni	0
NiO	−57,30
Ta	0
Ta2O5	−489,40
Ti	0
TiO	−124,15
Ti2O3	−363,40
TiO2	−225,75
Ti3O5	−587,60
W	0
WO2	−140,94
WO3	−201,46
Zr	0
ZrO2	−263,04

S	0	,
	298

кал
моль К
11,99
13,03
32,80
7,14

9,08

9,92

34,20

7,33

8,31

18,83

12,04

30,92

7,80

12,09

18,15

9,29

12,12

c	p 298	,

кал
моль К

9,87

13,74

31,57

6,23

10,59

6,06

32,30

5,98

9,55

23,27

13,16

37,00

5,84

13,32

17,60

6,01

13,40

cp (T ) a bT cT 2

a	b 103	c 10−5
–	–	–
11,70	9,56	–0,72
36,90	5,12	–6,10
4,06	7,04	–
−4,99	37,85	3,89
6,31	0,40	–0,32
37,00	6,56	–5,92
5,25	2,52	–
10,57	3,60	–1,86
7,31	53,52	–
17,97	0,28	−4,35
35,47	29,50	–
10,70	–1,32	–4,64
15,49	3,58	–2,80
21,26	3,38	–4,42
6,65	1,11	−0,86
16,64	1,80	−3,36

2. Коэффициенты для расчета теплоемкости в приближении Улиха и методом Темкина-Шварцмана

				Таблица П. 2

Т, К	Tf (T )	М0	М1 10 3	М 2 10 5
500	56,65	0,1133	0,0407	0,0916
600	117,74	0,1962	0,0759	0,1423
700	195,58	0,2794	0,1153	0,1853
800	287,76	0,3597	0,1574	0,2213
900	392,46	0,4361	0,2012	0,2521
1000	508,30	0,5038	0,2463	0,2783
1100	634,16	0,5765	0,2922	0,2988
1200	769,12	0,6410	0,3389	0,3176
1300	912,42	0,7019	0,3860	0,3340
1400	1063,43	0,7595	0,4336	0,3484
1500	1221,58	0,8141	0,4814	0,3610
1600	1386,40	0,8665	0,5296	0,3723
1700	1557,48	0,9162	0,5780	0,3824
		24

Т, К	Tf (T )	М0	М1 10 3	М 2 10 5
1800	1734,45	0,9635	0,6265	0,3915
1900	1916,97	1,009	0,6752	0,3998
2000	2104,76	1,0525	0,7240	0,4072

3. Термодинамические данные системы GaAs – H2O – H2

Таблица П. 3

Функции

ΦT , кал

моль К

H	0	,

	298
ккал
моль

			Вещество (состояние)
T, K
T, K	Н2	Н2О	As2	As4	Ga2O	Ga2O3	Ga	GaAs
	(г)	(г)	(г)	(г)	(г)	(т)	(ж)	(т)
700	33,15	47,41	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

4. Термодинамические данные некоторых материалов

Вещество

Al (тв)

Ga (тв)

Ga (газ)

GaP

In (тв)

In (газ)

In2O (газ)

In2O3 (тв)

InAs

H	0	,

	298
кДж
моль
0

273,00

−102,6

238,00

−55,00

−926,41

−15,5

S	0	,

	298
Дж
моль К
28,31

41,09

168,90

51,90

130,52

57,80

173,70

298,00

104,25

18,01

c	p 298	,

ккал
моль К

24,34

26,10

25,35

44,00

28,83

26.70

20,80

50,00

92,11

11,42

Таблица П. 4

H фаз. переход (кДж/моль)

T		, С	H	т - ж	T		, С	H	ж - газ
пл					исп
	660		2,60			2520		69,80
	30		1.30			2205		60,90
	–		–			–		–
1467			–			–		–
–259,1			–0,117		–252,8			–0,916
	156		3,30			2024		228
	–		–			–		–
	325		–			750		–
1910			–			3300		–
	943		–			–		–

	H 0		,	S0 ,
	298			298
Вещество		кДж		Дж
		кДж		Дж
				моль К
		моль		моль К
		моль
Nb	0			36,42
P (тв)	0			41,11
P4 (газ)	59,05			280,05
Ta	0			41,53

c	p 298	,

ккал
моль К
24,62

23,86

67,20

25,37

H фаз. переход (кДж/моль)

T	, С	H	т - ж	T		, С	H	ж - газ
пл			т - ж	исп				ж - газ
	–	–			–		–
	566	0,16		460(воз)			3,10
	–	–			–		–
	–	31,50			–		–

5. Коэффициенты диффузии химических элементов

					Таблица П. 5

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Cmax, см 3	Тmax, °C	Проводимость
		Кремний Si (Tпл = 1420 °С)
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
Li	2,3 10−3	0,5	3 1019	1100	n
Au	1,1 10−3	2,5	5 1016	1300	амфотерная
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	n
		Германий Ge (Тпл = 937 °С)
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

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Cmax, см 3	Тmax, °C	Проводимость
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	амфотерная
Sb	10,0	2,5	1,2 1019	800	n
As	1,5	2,39	7 1019	800	n

6. Теплофизические характеристики для расчета коэффициентов диффузии в бинарных полупроводниках

			Таблица П. 6

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Проводимость
	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
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

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Проводимость
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

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	нейтральная
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	нейтральная

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Проводимость
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 рекомендуемой литературы

Барыбин А. А., Сидоров В. Г. Физико-технологические основы электроники. СПб.: Лань, 2001.

Барыбин А. А. Электроника и микроэлектроника. Физико-технологиче- ские основы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.

Китель Ч. Введение в физику твердого тела / пер. с англ. М.: Мир, 1980. 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.

Свойства неорганических соединений: справочник / сост. А. И. Ефимов и др. Л.: Химия, 1983.

<<< < Предыдущая 1 23 / 43 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Методы

#
21.06.20241.17 Mб2Метода к курсачу 2015 года.pdf
#
10.07.20241.45 Mб2Метода к курсачу 2020 года.pdf
#
21.06.202438.52 Mб9Метода к лекциям Комлева.pdf