tabakoff.eu

Общи сведения и класификация на материалите за микроелектрониката. Чистота на веществата. Начин за изразяване на чистотата.

Използваните в микроелектрониката материали са много разнообразни както по химически състав, така и по структура и свойства.  Тези материали могат да бъдат разделени на четири основни групи: основни, технологически, конструкционни и спомагателни.

• Основни – към тях се отнасят полупроводниковите материали, които са база за изготвяне на полупроводниковите прибори, интегрални схеми, оптоелектронни елементи и т.н;
• Технологически – те се използват в технологическите процеси на производство на микроелектронни изделия. Това са абразивни материали за механична обработка, химически материали (разтворители и ецващи състави), химически реагенти (фоторезисти, рентгенорезисти, електронорезисти), дифузианти, защитни и изолиращи материали;
• Конструкционните елементи се използват и за изготвяне на корпуси на елементите и интегралните схеми. Това са метали, сплави, стъкла, пластмаси, керамика и др;
• Спомагателни –  имат  предназначение да осигурят необходимите условия (газова среда) при провеждане на технологичните процеси. Тук се отнасят и материалите за изработване на технически приспособления – азбест, тефлон, кварц, вакуумни смазки, тефлон, материали за оцветяване и маркировка. От съществено значение е и особено чистата дейонизираща вода.

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Тънкослойни резистивни материали
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)
• Галиев арсенид (GaAs)
• Разделяне на веществата чрез сублимация, дестилация и ректификация
• Стъкло, ситал, керамика

Галиев фосвид, индиев арсенид, индиев фосвид – свойства, получаване и приложение

Това са съединенията от A^III B^IV група на периодичната система. През последните няколко десетилетия тези материали интензивно се изследват, изучават и все повече използват в микроелектрониката.

Галиев фосфид  GaP

Галевият фосфид представлява прозрачни оранжеви кристали с онтосителна плътност 4.15.  Топи се при 1500?С. Ширината на забранената зона е 2.4 eV. Характерни за него са електролуменесцентните му свойства. Галиевият фосфид се синтезира при много тежки условия -  високата температура на топене и много високото налягане на фосфорните пари при тази температура (около 3MPa) създават доста трудности главно при намиране на подходящ материал, който да издържи на тези условия.  Относително най-подходящ за тигли е материалът  корунд. Изтеглянето на монокристали става по метода на Чохлапски.  Галиевият фосфид  се използва за производство на високотемпературни изправители,  които могат да работят при температура над 500?С. Той е и изходен материал за производство на луминесцентни диоди, които могат да излъчват от жълта до тъмночервена светлина, в зависимост от концентрацията на легиращите примеси.

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Конференция и изложба на института по роботика към БАН
• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Тънкослойни резистивни материали
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)
• Галиев арсенид (GaAs)

Резисторите изпълняват функции на регулиране и разпределение на електрическата енергия. Освен това зависимостта на специфичното съпротивление от външни въздействия се използва за преобразуване на неелектрически величини в електрически (терморезистори, тензорезистори, фоторезистори и др.). Дискретните резистори на база тънки слоеве в сравнение с обемните такива имат по-добри параметри и повишена надеждност, а при съпоставяне с прецизните жични резистори при сравними стойности на параметрите са по-евтини. При резистори с размери по-малки от 130?m използването на тънкослойни резистори е задължително.

Изисквания към тънкослойните резистори:

• Повърхностно съпротивление в границите 10-1000?;
• Нисък температурен коефициент на съпротивлението (обикновено по-малък от 1.10^-4 1/°С);
• Трябва да бъдат достатъчно стабилни. Всяко очаквано изменение на съпротивлението не трябва да превишава допустимата стойност;
• Изготвянето трябва да бъде технологично;
• Да се използва технология, чиято цена да бъде приемлива.

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)
• Галиев арсенид (GaAs)
• Разделяне на веществата чрез сублимация, дестилация и ректификация
• Стъкло, ситал, керамика

Полупроводниковите материали по химически състав са прости (елементарни) и сложни. Простите материали са химическите елементи бор В, въглерод С, германий Ge, силиций Si, селен Se, сяра S. В полупроводниковата микроелектроника основно се използват Ge и Si, а останалите намират приложение като легиращи добавки или компоненти в сложни съединения. Сложните полупроводникови материали са химически съединения, включващи 2, 3 или повече елемента. Те се обозначават според номера на групите в периодичната система на елементите и буквите от латинската азбука.

Германий

Той е открит през 1886г. от Винклер. В периодичната система се намира в IV група между силиций и калай. Кристалната му решетка е кубична, подобна на тази на диаманта. При топене на Ge ковалентните връзки се разрушават и обемът на разтопения Ge намалява с 5,5%.

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Тънкослойни резистивни материали
• Галиев арсенид (GaAs)
• Разделяне на веществата чрез сублимация, дестилация и ректификация
• Стъкло, ситал, керамика

От всички AIII BV (от периодичната система на Менделеев) съединения най-интересен и доста приложим в полупроводниковата техника като материал е галиевият арсенид. Неговото най-важно свойство е високата подвижност на електроните. Този факт позволява изготвяне на СВЧ-прибори с подобрени характеристики. Друго предимство е голямата ширина на забранената

зона, което дава възможност за работа на структурите при повишени температури. GaAs е подходящ материал за радиационноустойчиви прибори и интегрални схеми.

Основен недостатък е фактът, че GaAs е двукомпонентно съединение. Той изисква понижаване на максималните температури по време на технологичните процеси, за да се избегне повърхностната дисоциация.

Легирането чрез дифузия е неприемливо за GaAs. При него не съществува и стабилен, лесно формиращ се естествен оксид. Повърхността му е по-чувствителна към въздействието на различни химични вещества, използвани в технологичните процеси, което изисква нов подход при реализацията им. GaAs е твърде крехък материал и има опасност от разрушаване при различните технологични обработки. Намира практическо приложение при:

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Тънкослойни резистивни материали
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)
• Разделяне на веществата чрез сублимация, дестилация и ректификация
• Стъкло, ситал, керамика

В основата на всички методи за дълбоко очистване на веществата се използва разликата във физическите, химическите и физико-химичните свойства.  При съществено  различие в свойствата разделянето става значително лесно. Проблемът става сложен, като примесът и основният компонент са много близки при физико-химични характеристики.

Сублимацията представлява процес на директен преход на веществото от твърдо в газообразно агрегатно състояние без да се стапя.  Като метод е приложим при тези вещества, които нагрети при температура по-малка от температурата на топене имат високо налягане на парите.  При наличие на примеси в основното вещество, по-летливи от него, те ще сублимират при по-ниска температура, а по-малко летливите ще се натрупват в остатъка след сублимация на основното вещество.

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Тънкослойни резистивни материали
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)
• Галиев арсенид (GaAs)
• Стъкло, ситал, керамика

По разпространение силицият заема второ място в природата (след кислорода) под формата на силициев диоксид. Той е основна суровина за получаване на технически силиций чрез редукция на шихта, съдържаща SiO₂ и желязна руда.

Техническият силиций се почиства чрез обработка с киселини – сярна, солна, флуороводородна.  Тези киселини разтварят примерсите, които замърсяват силиция – желязо, алуминий, мед, калций. По-нататъшно почистване се извършва по следните методи:

• Хлориране на технически силиций – крайна цел е получаване на течност, пречистваща се лесно чрез ректификация;
• Йодиден метод – реакцията е обратима и при температура 850?С  чрез термично разлагане се получава чист силиций. Недостатък на този метод е използването на скъпия и дефицитен материал йод;
• Трихлорсиланов метод – изходната суровина е SiHCl₃ . Получава се чрез хлориране на Si със HCl.

Физико-химични свойства на силиция

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Конференция и изложба на института по роботика към БАН
• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Галиев фосвид, индиев арсенид, индиев фосвид
• Тънкослойни резистивни материали
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)

Стъклата, ситалите и керамиката имат доста широко приложение в микроелектрониката.

Стъкло

Силикатното стъкло е един от най-старите материали, известно на човечеството, и производството му отдавна е в широки мащаби.  Стъклата са термодинамично неравновесни системи. Те представляват неподредени структури. Нямат определен химически състав и определена температура на топене, (изключение е кварцовото стъкло).  Основата в строежа на силикатните стъкла е комплексът SiO₄^4- – тетраедър с много здрави връзки.  Преимуществата на стъклата в сравнение с други материали са:

(more…)

Още нещо, което може да Ви е интересно:

• Класификация и чистота на материалите за микроелектрониката
• Тънкослойни резистивни материали
• Полупроводникови материали. Германий (Ge)
• Галиев арсенид (GaAs)
• Разделяне на веществата чрез сублимация, дестилация и ректификация