КРЕМНИЙ

Кремний является осн. ПП материалом совр. электронной техники. Благодаря уникальным физико-хим. свойствам и технологичности вытеснил германий (чему способствовали также доступность сырья и распространённость в природе). На основе К. изготовляют ИС (всех степеней интеграции), транзисторы, ПП диоды, тиристоры, ПП вентили, фотоэлементы солнечных батарей, индикаторы излучения, тензорезисторы, приборы с зарядовой связью и др. 

В качестве исходного материала при произ-ве монокристаллов используют поликрист. К. высокой чистоты, полученный путём водородного восстановления прошедших глубокую очистку хлорсиланов или путём термич. разложения особо чистого моносилана. Оба метода обеспечивают получение исходного К. с суммарным содержанием примесей на уровне 10~ -Ю атомов в 1 см. Для получения монокристаллов используют метод Чохральского и бестигельную зонную плавку. Осн. пром. методом является метод Чохральского, с помощью которого производится ок. 70% монокристаллов (всего к сер. 80-х гг. мировое произ-во монокрист. К. без СССР достигло -2500 т в год). Совр. установки выращивания монокристаллов по методу Чохральского позволяют получать монокристаллы диам. до 200 мм и дл. до 1,5 м. Осн. недостатком метода Чохральского является загрязнение выращиваемых монокристаллов кислородом и примесями, содержащимися в кварцевых тиглях, из которых обычно производится вытягивание слитка.

Для получения наиболее чистых и обладающих высоким уд. сопротивлением монокристаллов используют бестигельную зонную плавку. Этим методом получают монокристаллы диам. до 125 мм и дл. более 1 м. Такие монокристаллы обладают уд. сопротивлением до 1 кОм-м и большой диффузионной длиной носителей заряда, имеют низкое содержание кислорода (~10-10 атомов в 1 см), однако уступают монокристаллам, выращенным по методу Чохральского, по однородности распределения электрофиз. свойств в объёме кристалла.Для управления электрофиз. свойствами монокристаллов (тип проводимости, уд. сопротивление, время жизни носителей заряда) используют процессы легирования. Осн.легирующими примесями при получении К. с электронной проводимостью являются Р, А5, 5Ь, а при получении К. с дырочной проводимостью - В и А1. В сер. 80-х гг. резко повысился интерес к таким нетрадиц. легирующим добавкам. Легирование осуществляется как в процессе выращивания монокристалла, так и на стадиях его последующей обработки.

Из соединений К. в электронном приборостроении наиболее широкое применение находят диоксид К. (51Сь)- кремнозём и карбид К. (51С) - карборунд. Диоксид К. применяется в виде тонких плёнок (в произ-ве ПП приборов и ИС, например для формирования изоляции, пассивации и маскирования поверхностей подложек), монокристаллов кварца (в качестве пьезоэлектрика в устройствах акусто-и пьезоэлектроники), кварцевого стекла (в устройствах УФ оптики) и др. Карбид К. используется как ПП материал для изготовления выпрямит. ПП диодов, светодио-дов и фотодиодов, а также как абразивный материал для шлифования и полирования, как жаростойкий и химически стойкий материал для защитных покрытий, изготовления подложкодержателей в эпитаксиальных установках, высокотемпературных нагревателей и др.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.