Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 119
Текст из файла (страница 119)
И.7, а) в соответствии с термодинамическнми расчетами должна иметь эвтектику с содержанием кремния 1О з огО (ат.) и температурой плавления лишь на 1О ' К ниже температуры плавления галлия. В двойной системе германий — галлий (рис. 18.7, б) имеется эвтектика, плавящаяся прн температуре 28,9 'С. Согласно теоретическим расчетам, температура плавления эвтектикн должна быть меньше температуры плавления галлия лишь на 0,04 К, а концентрация германия в эвтектической точке должна составлять 0,01 ехб (ат.). Растворимость галлия в твердом германии носит ретроградный характер, причем при температуре выше 600 'С в германии может быть растворено до 2 95 (ат.) галлии.
В диаграмме состояния системы кремний — индий (рис. 18.8, а) предсказывается эвтектическая точка, соответствующая со. держанию кремния 10 е еггз (ат.), и температура плавления эвтектики иа 1О з К меньше температуры плавления индия. Из лиаг- 417 Принееи и легирующие элементы Е кремнии и герлшнии 5 182) 00 бо 40 Ю бо 70 ВПИ Ю) тоа а) Ф 'с и й) Юь йо ба 40 хп ьа 70 ба~( . Ооп А), ~Об 000 баа 7РО 000 бпо «Оп бпо 7ООО 7ОО О)О Оа 1070 00 40508(нес] 0 40 ба бп 70 ОК нт) йб о). 700 РР РОМ(нас) й)а 7Р а 00 ба бп % (нг1100 5$ ба рис. 18.7.
Диаграмма состояния системы кремний — галлий (а) н германий — галлий (б) 14 Закан 1122 Рис. 18.6. Лнаграмма состояний системы кремний — алюминий (и) н германий — алюминий (б) [равд. 18] Элементарные лолблроеодники 418 и). б) 10 бб 000020 Вб)(( )20 «б 000 000 200 б 20 40 00 Ж(Ы 100 бэ 1ц 0 20 Фб БР лггпт) 100 Бь 1ть Рис. 18.8.
Диаграмма состояния системы кремний — индий (и) и германий — индий (б) 1000 1200 1100 1000 ббб 200 б 0,002 фЮ((бббфй!0006ф)2 0Я4 фЖ ф)10 ф)20 00220024 51 )ь (ат) А) Рис. 1Вей Температурная зависимость растворимости алюминия в твердом иремвии раммы состояния системы германий — индий (рис. 18.8, б) следует, что в жидком состоя. иии оба компонента взаимно растворимы в любых пропорцивх.
При изменении температуры растворимость германия в жидком индии также изменяется (рис. 18.10). Предельная концентрация инлия в твердом германии при кохгиатной температуре равна 8.19" см — ' Двойные системы кремний — таллий и кремний — бор изучены недостаточно. Известно лишь, что в кремнии может содержаться до 1,3 Я (ат.) бора, причем бор образует твердые растворы замещения с несколько уменьшенной по сравнению с кремнием постоянной решетки. Диаграмма состоя- иия системы германий — бор еще ие построена.
Растворимость бора в твердом германии также еше не известна. Диаграмма состояния системы германий — таллий показана иа рис. !8.11. Как и в предыдущих диаграммах кремния и германия с акнепторными примесями, в рассматриваемом случае также наблюдается эвтектическая точка. Диаграммы состояния систем кремния и германии с элемеитамн Ч группы таблицы Д. И. Менделеева, выступающими в качестве простых доноров, приведены на рис. !8.12.. 18.14. )1 системе кремний — мышьяк (рис. 18.12) существуют два химических соединения: 8!Аз и 81Азз. В поверхностном слое кремния концентрация мышьяка может 419 $ 18.2) Примеси и лггирую элгмеигьг в кремнии и германии 700 '5 7000 000 200 0 20 «0 00'а 0700 ГХ йе 700 00 0,07 0,03 0,00 Хп %(аг) йе доходить до 10зе см '.
На рис. 18.12, б изображена диаграмма состояния двойной системы германий — мышьяк Максимальная растворимость германия в твердом мышьяке наблюдается при 685'С и составляет 16 ог5 (ат.) германия. Максимальная растворимость мышьяка при 685'С в твердом германии 1,4...3,3 56 (ат.) мышьяка. В поверхностном слое германия, насыщенного мышьяком, концентрация мышьяка составляет 2.10'с см з. Структура фаз беАз и беЛы еще не исследована.
Ы системе кремний — сурьма (рис. 18.13, а) должна наблюдаться эвтектика, соответствующая концентрации кремния 0,1 % (ат.), с температурой плавления эвтектики на 0,4 К меньшей температуры плавления сурьмы. Максимальная растворимость сурьмы в кремнии не превышает 0,5 УХ (ат.), а поверхностная концентрация сурьмы может достигать 1О'э см з. В системе германнй— сурьма (рис. ! 8.13, б) имеется эвтектина, соответствующая температуре плавления 590 'С и содержанию германия 18,5 95 (ат.).
Максимальная растворимость германия в сурьме при 540 С составляет 2,2 о7, (ат.] германия: максимальная растворимость сурьмы в германии при той же температуре равна 2,5 ог5 (ат.) сурьмы. В поверхностном Рис. 18.10. Эвтектическая точка в двойной системе германий — индий и область существования твердых растворов германия в индии Рис. 18.11. Диаграмма состояния системы германий — таллий слое образцов германия концентрация сурьмы может достигать 10'э см Диаграмма состояния системы кремний — висмут и германий — висмут показана на рис 18.14.
Из-за летучести фосфора диаграмма состояния кремний — фосфор (рис. 18.15] построена лишь до концентрации фосфора 70 уо [мас.). Феофил кремния 5]Р является единственным химическим соединением, обнаруженным в двойной системе иремний — фосфор. Растворимость фосфора в твердом кремнии детально не нсследована: известно лишь, что при легировании концентрация его в поверхностном слое кремния может достигать 1О" см"з. Диаграмма состояния системы германий — фосфор не исследована, олнако известно, что возможно существование соелинения беР.
Наибольшая концентрация фосфора в германии может достигать 10ы см С элементами, вносящими глубокие энергетические уровни, кремний и германий образуют двойные системы. Диаграмма состояния кремний — марганец (рис. 18.16, а) построена на основе исследования, выполненного в 1906 г., и требует уточнения. Предельная растворимость марганца в кремнии при комнатной (ра д. !8) 420 Элементарною полупроводники '.) ГОМ 949 99 О 79 75 Ю Ж 87591 ° ) ОГО 9 75ОО 72ОО 77ОП 990 ВОО 7ОО О 79 го ОО ОО и ОО 79 ООУ.(пт) 799 5! Аз ВП ВП ба бв 79 Вт ) )ПП б) 19 29 99 Вб вп 7б 79 бв и 19 29 вп Оп пп бп 7п впИ .) 1пп Ве Аа Рис.
18.12. Диаграмма состояния системы кремний — мышьяк (а) и германий — мышьяк (б) температуре соответствует концентрации марганца 1Ом см ' '. Диаграмма состояния системы германий — марганец показана на рис. 18.16, б. Растворимость марганца в твердом германии не определена: по-видимому, концентрация марганца в германии при комнатной температуре не превышает 101з см В сишеме кремний — железо (рис. 18!7, а) наиболее подробно исследованы сплавы на основе железа, идушие на изготовление некоторых сортов электротехнической стали. Зависимость растворимости железа в кремнии от температуры привелена в табл. !Влй Диаграмма состояния германий — железо (рис.
18.17, б) получена при исследовании единичных образцов. Предельная раство- римость железа в германии не исследована; вероятно, она очень мала. так как при комнатной температуре концентрация железа в германии всегда оказывалась меньше 2 10м см з На рнс. 18.18 показаны диаграммы со. стояния двойных систем кремний — кобальт и германий — кобальт. Количественных сведений о растворимости кобаиьта нет: в твердом германии при иомнатной температуре концентрация кобальта обычно не превышает 10" см Система кремний — никель (рис.
!8.19, а) изучена с использованием исходных материалов невысокой чистоты. Сведений о предельной растворимости никеля в кремнии нет. Диаграмма состояния германий — ни- Прилюси и легирующие алеиентм Е кремнии и германии 5 18-2) Д) Я)й7 4050 БО 70 00 05 00 04 е(иес) 700 б) го во 40 бо ва 70 во%/ 7200 Ут'00 7000 70 бо 700 000 ОО о 2 00%7'О .) 7аа Рис. 18.13.
Диаграмма состояния системы кремний — сурьма (о) и германий — сурьма (б) еа "С воо уоа 200 а га Оа 00%(ак) 700 оь ае кремний — висмут (о) и германий — висмут (б) Рис. 18.14. Диаграмма состояния системы 1200 УОО Рис. 18.18. Участок диаграммы состояния системы кремний — фосфор 5(70 О УО 20 57 40 50 50 27 007((КГ)Я70 Бь ЗЬ с ав аа [равд. 18) Элецентарньш полупроводники ц) !а га уо ео оа аа и) аа аа оаЫмцо) ша с тзаа )тоа а го го юа еа ао Я, ч пг1 Мв тйа утай аоа уао аоо зоа О та 2О аа аа ОО Оа И аа% йгх) Уаа ое й[гь Рис. 18.16.
Диаграмма состояния системы кремний — марганец [о) и германий — марганец [б) кель [рис. 18.19, б) известна достаточно хороню. Растворимость никеля в твердом германии имеет ретроградный характер; изменение презельиой растворимости никога ори изменении температуры показано на рис. 18.20. Диаграмма состоянии кремний — медь [рис.
18.21, а) исследована достаточно подробно в связи с широким использованием в технике кремниевых брона. На этой диаграмме не отражена существушшая область твердых растворов меди в кремнии. Растворимость меди в кремнии [рис. !8.22) сильно зависит от температуры. Детально исспедована диаграмма состояния германий —- медь, показанная на рис. 18.21, б. Предедьная концентрация меди в германии при температуре 600 'С составляет 6 10м см С повьипением температуры до 800 'С это значение достигает 3,6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
