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 2020 года

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

10.07.2024

Размер:

1.45 Mб

Скачать

☆

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

Если Dа tа Da*tд , то можно использовать формулу

С ( x, t ) C

exp

erfc

0а

0д

B ,

4 D

2 D

где C0a

N a

Da ta

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

x jк 2

Dа tа

2, 3 lg(C0а С В ) и x jэ0 6

Dдtд ;

1/ 2

x jэ1

2, 3 lg(C0д

С0а ) ;

4 D

0, 3

1/ 2

x jэ

2, 3 lg(C0 д С0а ) .

2 D

jэ1

3. Следующей операцией является построение распределения, показанного на рис. 3.3. Концентрация примеси изменяется по глубине диффузионного слоя, при этом изменяется и плотность дислокаций. Обычно область дислокаций не достигает p-n-переходов.

Диффузанты, у которых различие в атомных радиусах меньше, чем у бора и кремния или у фосфора и кремния, будут образовывать более совершенные p-n- переходы. К таким диффузантам относятся мышьяк, галлий и алюминий. Сильнолегированный бездислокационный слой можно получить, если провести одновременно диффузию двух примесей, имеющих противоположное различие в атомных радиусах.

C ( x, t ), см 3

1E+22

1E+21

1E+20

xjэ

xjк

1E+19

Cк

1E+18

1E+1017

1E+1610

5 x,6мкм

Рис. 3.3

	ЗАДАНИЯ
1.	Вычислить для заданной пары «металл–окисел» зависимости GT0 в
интервале температур Т = 1000…1500 К для реакций		(1.1)–(1.3)	по
трем приближениям, используя формулы (1.16)–(1.18) и прил. 1 и 2.
2.	Определить температурные зависимости отношения	pCO pCO 2	для

всех трех приближений в интервале Т = 1000…1500 К, используя результаты задания 1 и формулы (1.6) и (1.8).

3. Построить графики температурных зависимостей pCO pCO 2 и

K p1.3 (T ) для трех приближений и по знаку G (1.19) сделать вывод об окис-

ляемости заданного металла.

4. Используя термодинамические данные из таблиц прил. 3 и 4 и формулы (2.5) и (2.6), рассчитать температурные зависимости K p 2.1 (T ) , K p 2.4 (T )

иK p 2.6 (T ) в интервале температур Т = 800…1300 К.

5.Вычислить по формуле (2.9) зависимость степени превращения (T, x) для интервала температур T = 800 … 1300 К, интервала относительной влажности водорода x = 0,002…0,03 и заданного индивидуально суммарного давления p .

6.Рассчитать по формулам (2.8) и построить зависимости p H 2O (T , x) и

pAs 2 (T , x) pGa 2O (T , x) для заданных значений влажности х.

7.Используя выражения (2.10) и (2.11), рассчитать и построить зависимости 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–влажность» (Т, х); указать границы области стехиометричности газовой фазы.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Термодинамические свойства металлов и соединений

	H 2980 ,		S 2980 ,			С 0p 298 ,	С p (T ) a bT cT 2
Вещество		ккал	кал			кал	a	b 103	c 10−5
		ккал	кал			кал

		моль	моль К			моль К
		моль	моль К			моль К
ВаСО3	−287,06		26,80		20,40		21,50	11,06	−3,91
ВаО	−128,60		16,80		11,34		11,79	1,88	−0,88

CaCO3	−288,44		21,92		19,95		24,98	5,24	−6,20
CaO	−151,79		9,50		10,24		11,67	1,08	−1,56

C	0		1,37		2,04		4,03	1,14	−2,04

CO (газ)	−26,41		47,22		6,96		6,79	–0,98	−0,11

CO2 (газ)	−94,05		51,06		8,87		10,57	2,10	−2,06
Mg	0		7,81		5,92		4,97	3,04	0,04

MgO	−143,81		6,45		9,03		10,18	1,74	–1,48

MgCO3	−261,90		15,70		18,05		18,62	13,80	–4,16
SrCO3	−294,60		23,20		19,46		23,52	6,32	−5,08
SrO	−144,44		13,10		10,64		12,34	1,12	−1,81

		Оксиды металлов, входящих в состав кернов

Ag	0		10,20		6,09		5,09	2,04	−0,36

Ag2O	−7,42		29,00		15,75		11,13	15,48	–
Al	0		6,77		5,82		4,94	2,96	–

Al2O3	−400,48		12,17		18,89		27,43	3,06	−8,47
Cd	0		12,37		6,21		5,31	2,94	–

CdO	−61,67		13,10		10,38		9,78	2,02	–

Cr	0		5,68		5,58		4,16	3,62	−0,30

СrO3	−139,60		15,90			–	–	–	–
Сr2O3	−272,70		19,40		28,38		28,53	2,20	−3,74
Сu	0		7,97		5,86		5,41	1,50	–

СuО	−37,23		10,19		10,11		11,53	1,88	–1,76

Сu2О	−40,83		22,08		14,96		14,08	5,88	–0,76
Fe	0		6,49		5,97		3,04	7,58	–0,60

FeO	−63,64		13,74		11,50		11,66	2,00	−0,67

Fe2O3	−197,00		20,89		24,80		23,49	18,60	−3,55
Fe3O4	−267,13		36,20		34,27		39,92	18,86	−10,01
Mo	0		6,82		5,71		5,18	1,66	–

MoO2	−140,80		11,06		13,38		14,11	5,82	–2,18
Nb	0		8,70		5,88		5,89	0,81	–0,22

				23

Окончание таблицы

	H 2980 ,		S 2980 ,		С 0p 298 ,	С p (T ) a bT cT 2
Вещество		ккал	кал		кал	а	b 103	c 10−5
		ккал	кал		кал

		моль	моль К		моль К
		моль	моль К		моль К
NbO	−97,03		11,99	9,87		–	–	–

NbO2	−190,10		13,03	13,74		11,70	9,56	–0,72
Nb2O5	−453,50		32,80	31,57		36,90	5,12	–6,10
Ni	0		7,14	6,23		4,06	7,04	–

NiO	−57,30		9,08	10,59		−4,99	37,85	3,89

Ta	0		9,92	6,06		6,31	0,40	–0,32

Ta2O5	−489,40		34,20	32,30		37,00	6,56	–5,92
Ti	0		7,33	5,98		5,25	2,52	–

TiO	−124,15		8,31	9,55		10,57	3,60	–1,86

Ti2O3	−363,40		18,83	23,27		7,31	53,52	–
TiO2	−225,75		12,04	13,16		17,97	0,28	−4,35
Ti3O5	−587,60		30,92	37,00		35,47	29,50	–
W	0		7,80	5,84		10,70	–1,32	–4,64

WO2	−140,94		12,09	13,32		15,49	3,58	–2,80
WO3	−201,46		18,15	17,60		21,26	3,38	–4,42
Zr	0		9,29	6,01		6,65	1,11	−0,86

ZrO2	−263,04		12,12	13,40		16,64	1,80	−3,36

2.Коэффициенты для расчета теплоемкости в приближении Улиха

иметодом Темкина–Шварцмана

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
1800	1734,45	0,9635	0,6265	0,3915
1900	1916,97	1,0090	0,6752	0,3998
2000	2104,76	1,0525	0,7240	0,4072
		24

3. Термодинамические данные системы GaAs–H2O–H2

															Вещество (состояние)
Функция			T, К
Функция			T, К				Н2				Н2О				As2	As4	Ga2O		Ga2O3				Ga		GaAs
							(газ)				(газ)			(газ)		(газ)	(газ)		(тв)				(ж)		(тв)
			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

		ΦT ,	900			34,25				48,75			60,95			83,34	75,08		29,07				21,57		17,20
		кал	1000			34,76				49,38			61,58			84,76	76,04		30,71				22,27		17,65

	моль К
	моль К		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

	H 2980 ,
		ккал	298			0				−57,8					48,0	34,5	−19,7		−240				1,34		−17,7
		ккал

		моль
			4. Термодинамические данные некоторых материалов

				0						0					0		H фаз. переход (кДж/моль)
	Вещество			H 298 ,				S		298		,		С	p 298 ,
										298					p 298 ,
					кДж				Дж						Дж	Tпл , С		H тв-ж		Tисп , С				H ж-газ
					кДж				Дж						Дж
								моль К
					моль									моль К
					моль									моль К
		Al (тв)		0				28,31					24,34			660		2,60			2520			69,80

		Ga (тв)		0				41,09					26,10			30		1,30			2205			60,90

		Ga (газ)		273,00				168,90					25,35			–		–				–			–

		GaP		−102,60				51,90					44,00			1467		–				–			–

		H2		0				130,52					28,83			–259,1		–0,117		–252,8				–0,916
		H2O		−241,84				188,74							–	–		–				–			–
		In (тв)		0				57,80					26.70			156		3,30			2024			228

		In (газ)		238,00				173,70					20,80			–		–				–			–

	In2O (газ)			−55,00				298,00					50,00			325		–				750			–
	In2O3 (тв)			−926,41				104,25					92,11			1910		–			3300				–
		InAs		−15,50				18,01					11,42			943		–				–			–

		Nb		0				36,42					24,62			–		–				–			–

		P (тв)		0				41,11					23,86			566		0,16				460		3,10

		P4 (газ)		59,05				280,05					67,20			–		–				–			–
		Ta		0				41,53					25,37			–		31,50				–			–

															25

5. Теплофизические характеристики некоторых веществ

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Сmax, 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	800	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	амфотерная
Sb	10,0	2,5	1,2 1019	800	n
As	1,5	2,39	7 1019	800	n
			26

6. Теплофизические характеристики для расчета коэффициентов диффузии в бинарных полупроводниках

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 галлия 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
		27

			Продолжение таблицы

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ		Проводимость
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

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
		28

			Окончание таблицы

Примесь	D0, см2/c	Eа, эВ	Проводимость
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.	Электроника	и	микроэлектроника.	Физико-

технологические основы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.

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

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: справ. / 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