АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Дефекты в кристаллах

Читайте также:
  1. Глубокое проникновение по границам зерен. Стержнеобразные дефекты
  2. ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
  3. Дефекты заготовок
  4. Дефекты кристаллического строения
  5. Дефекты нёбных звуков к,кь,г,гь,х,хь,й.
  6. Дефекты профиля по геометрическим размерам
  7. Дефекты профиля по длине
  8. Дефекты структуры.
  9. Дефекты сыров
  10. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах.
  11. Линейные дефекты

Нарушения периодичности расположения частиц в кристаллической решётке. Дефекты кристаллов возникают при росте кристаллов или их фазовых превращениях, под влиянием тепловых, механических, электрических и других воздействий, при введении примесей. Различают точечные (нульмерные), линейные (одномерные), поверхностные (двумерные) и объёмные (трёхмерные) Дефекты кристаллов. К точечным относятся дефекты, связанные с нарушениями периодичности собств. атомной структуры кристалла: узлы кристаллической решётки, в которых отсутствуют атомы или ионы (вакансии); атомы и ионы, переместившиеся из норм, положения в междоузлия (междо-узельные атомы и ионы); атомы и ионы в кристаллах химических соединений, занимающие узлы «чужой» подрешётки. К точечным относятся также дефекты, возникающие в результате внедрения в кристалл примесных атомов (примесей).

В ионных кристаллах точечные дефекты рождаются парами (условие электронейтральности): либо вакансия и междоузельный ион (дефект Френкеля), либо две вакансии противоположного знака (дефект Шоттки), либо два междоузельных иона противоположного знака (антипод дефекта Шоттки). Примесные атомы, внедряясь в кристалл, обычно образуют твёрдые растворы внедрения или замещения с основными атомами.

Взаимодействие точечных Дефектов кристаллов между собой приводит к возникновению сложных дефектов, например двойных вакансии (бивакансий) в металлах, скоплений дефектов (кластеров); в ионных кристаллах комплексы из точечных дефектов, электронов и дырок образуют центры окраски. Линейные дефекты — цепочки точечных дефектов, краевые и винтовые дислокации. Краевая дислокация возникает при обрыве плоскостей внутри кристалла, винтовая дислокация — при смыкании плоскостей.

К поверхностным Дефектам кристаллов относятся: неправильно уложенные слои атомов (дефекты упаковки); закономерные нарушения норм, чередования атомов плоскостей; области с различной ориентацией кристаллической структуры, связанные друг с другом операцией точечной симметрии (двойники); разупорядоченность соседних областей кристалла; границы между зёрнами (кристаллами) в поликристаллах; границы включений и другое. Многие поверхностные дефекты представляют собой ряды и сетки дислокаций. К поверхностным Дефектам кристаллов относится также сама поверхность кристалла (на ней обрывается кристаллическая решётка).



К объёмным Дефектам кристаллов относятся: нарушения, связанные с отклонениями от законов стехиометрии; скопления вакансий; скопления примесей на дислокациях и в зонах роста, нерегулярные образования в виде трещин, пустот, включений иной фазы и другие макроскопические дефекты. От дефектов зависят многие важнейшие свойства кристаллов — механические, оптические, электрические, магнитные и т. д. В совершенной кристаллической решётке невозможно движение атомов и ионов, т. к. одновременный обмен местами двух или более атомов (их миграция) энергетически мало вероятен. В кристаллах, содержащих дефекты, с миграцией атомов связаны взаимная диффузия твёрдых тел, твердофазные химические реакции и другие явления. Миграцией заряженных частиц обусловлен в основном электрический ток в ионных кристаллах.

Специальное введение дефектов или их устранение — важная часть технологии производства важнейших материалов: примесных полупроводников, активированных люминофоров, лазерных и фотохромных кристаллов и стёкол. В технологии создания ПП материалов и ПП приборов примесные атомы в кристаллы обычно вводят в процессе кристаллизации или рекристаллизации, диффузией примесей в полупроводник, ионным легированием.

Соответствующим образом распределённые донорные и акцепторные примеси в ПП позволяют создавать в ПП кристалле активные и пассивные элементы интегральных схем (диоды, транзисторы, резисторы, конденсаторы и другое) и изолирующие слои между ними. В реальных кристаллах кроме дефектов, полученных в результате целенаправленного воздействия на кристалл, существуют нежелательные дефекты, возникшие случайно под действием неконтролируемых факторов. Например, в примесных ПП монокристаллах, используемых для создания ПП приборов, такими нежелательными дефектами являются прежде всего неудалённые из исходного материала вредные примеси, кластеры, а также краевые и винтовые дислокации. Нежелательными Дефектам кристалов могут быть источниками свободных носителей заряда, центрами рекомбинации и рассеяния носителей. Это приводит к случайным локальным изменениям электро-физических свойств в объёме ПП. Существование неконтролируемых дефектов в ПП кристаллах является серьёзным фактором, сдерживающим микроминиатюризацию элементов ИС, уменьшающим выпуск годных изделий. Количество вредных примесей в исходных ПП кристаллах уменьшают глубокой очисткой материалов. Плотность дислокаций и других нежелательных дефектов можно уменьшить совершенствованием методов выращивания и обработки кристаллов: использованием бездефектных затравок, выращиванием кристаллов при предельно малых температурных градиентах в условиях, исключающих механические напряжения, и другое.

‡агрузка...

Разработана серия различных методов, позволяющих изучать расположение и основные характеристики таких Дефектов кристаллов, как дислокации, дефекты упаковки и даже точечные дефекты. Среди этих методов особо выделяются оптические методы, ионная и электронная микроскопия, метод избирательного травления, рентгено-дифракционные и ядерно-физические методы.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.004 сек.)