Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Более подробно их свойства уже были рассмотрены в других разделах этой части справочника. Поэтому здесь приводятся краткая характеристика металлов и полупроводников и те нх свойства, которые являются наиболее интересными с точки зрения нх применения в качестве компонентов электродных сплавов. Элементы Ш группы. Б о р. Бор является неметалллом. Различают две разновидности бора — кристаллический н аморфный. Кристаллический бор очень тверд и обладает полупроводниковыми свойствами. Обычно применяемый аморфный бор представляет собой порошок темно-бурого цвета. В химическом отношении элементарный бор устойчив. Он не реагирует с водой, устойчив в воздухе, в концентрированной Низ постепенно окисляется до борной кислоты.
Во всех соединениях бор трехввлентен. В полупроводниковой технологии большую рокь играют борный ангидрид ВтОз и некоторые галогениды бора, которые служат источником бора при легированин им кремния. Бор очень трудно поддается сплавлению. Для этого нужны высокие температуры, при которых бор становится летучим, энергично окислнегся и реагирует со многими огнеупорными материалами. Для полученив сплавов с бором используют его соединения.
В германии и кремнии бор имеет высокую предельную растворимость. В кремнии концентрация бора может достичь б. 10 " см '. Для этих полупроводников бор являстся акцептором. А л ю и и ни й. Его физические и хими- ческие свойства подробно изложены в равд. 11.
В полупроводниковой технологии алюминий особой и высокой чистоты широко используется в качестве электродного акцепторного материала нри создании р — п-переходов на кремнии методом оплавления. Для этого используют алюминий в виде проволоки лиаметром О,!...0,0 мм и дисков диаметром 1... ...400 мм и толщиной до нескоаьких десятков микрометров. Сплавленне производят при температуре 700...1000 С. При производстве германиевых приборов алюминий почти не используется, так как в чистом виде его применять трудно, а для легирования сплавов лучше подходит галлий, имеющий более высокую, чем алюминий, растворимость в твердом германии.
Алюминий чистоты 99,9 уз растворяется зо многих нислотах и во всех едких щелочах. Не действуют на алюминий концентрированные серная и азотная кислоты, тан как благодаря их сильным окислительным свойствам он пассивируется. Однано разбавленные серная и азотная кислоты интенсивно растворяют алюминий. Алюминий чисюты 99,9 Я сопротивляется действию кислот несравненно сильнее. Во всех соединениях алюминий трехвалеитен. На воздухе алюминий мгновенно покрывается тонкой пленкой оксида, предохраняющей его от дальнейшего окисления.
Эта пленка значительно усложняет пайку алюминия. Удалить ее можно или путем механического воздействия [ультразвуковая пайка), или с помощью флюсов. Однако в посэеднем случае для этого нужны достаточно высокие температуры. Наличие оксидной пленки на поверхности алюминия сильно мешает сплввлению.
Вплавление в кремний можно успешно проводить в атмосфере сухого очищенного водорола прн 680...750 'С в присутствии флюсов, например фтористого цезия. Кроме легирующих примесей алюминий применяется в виде проволоки для изготовления выводов. В микроэлектронике его применяют для изготовления проводящих слоев. Г а л л и й.
Галлай — твердый и хрупкий блестящий металл с серо-зеленоватым оттенком, обладающий необычной для металла структурой — ромбической решеткой и имеющий особые физические свойства. резко выделяющие его среди соседних элементов периодической таблицы. Способность и пластической деформации проявляется у галлия слабо, он в большей степени склонен к переохчаждению и кристаллизуется с увеличением объема. Галлий не образует собствен. .ных минералов.
Обычно он содержится в алюминиевых и цинковых рудах. Материалы для полупроводниковых приборов 5 188) Таблица И.З. Химический состав индия равных марок Примеси, 44, не более !и. уь, ке менее Марка Ен Си Т! РЬ 1 ° 10 3.10 1 ° !О ь 1 ° Го 4 1 ° 1О 10 — з 1 !О-' 8.10 ь 5 10 1 10 ! . 10-4 2.10 4 5 10 5-! 0 1 ° 10 5.!О 1-10 2 10 — 4 5.10 4 510 з 5 И-' 5.10 5. !О-ь 2.10 ' 99,9995 99,9992 99,9990 99,9980 99,9950 99,9600 ИМЮОу Инооо Иноо ино Ии( Инй 2.!О' ь 2.10 ь 5.10 ' 5 10 †110' ! ° 10 ' 4.10 3.10-4 5.10 4-10 ь 1 ° 10 4 5!О 1 ° !О ' 4 Н)-з 10-4 2 10-з 1 АЙ !0 5 1О-' 1.10 4 10 — з 3.10 ' Физические свойства индия 0,166 нм 0,130 нм Радиус атома Радиус иона 1п+ Физические свойства галлия Г!остоянные кристаллической решетки: а.........
0,45!97 нм Ь......... 0,76601 нм с......... 0,45257 нм Плотность твердого галлия (при 20 С!...... 5,904 Мг.м Платность жидкого галлия при температуре плавления (при 29,8'С)..... 6,095 Мг м Отличительные особенности галлия— большой температурный интервал жидкого состояния (2200 'С) и низкое давление пара при температуре до 1!00...!200 'С. На воздухе при обычной температуре галлий устойчив. Выше 260 'С в сухом кислороде наблюдается медленное окисление (пленка оксида защищает металл). В серной и соляной кислотах галлий растворяется медленно, в плавиковой быстро, к азотной кислоте на холоде галлия устойчив, в горячих растворах щелочей медленно растворяется.
Хлор и бром реагируют с галлием на холоде, иад — при нагревании. Расплавленный галлий при температуре выше 300 'С взаимодействует со всеми конструкционными металлами и сплавами. В соединениях он бывает одно-, двух- и трехвалентиым. Наиболее устойчивы соединения трехвалентного галлия. В производстве полупроводниковых приборов галлия используют в основном в качестве легируюшей примеси (вапример, в качестве акцептара для германия).
Так, для увеличения эффективности эмиттера галлий добавляют в электродный эмиттерный сплав. Кроме того, его добавляют во многие электродные сплавы для омических контактов. И н д и й. Индий — очень мягкий металл серебриста-белого цвета. В чистом виде в природе не существует, относится к числу рассеянных элементов. В земной коре содержится 10 ' лгй (мас.). Находится в виде изоморфной примеси в сульфидах цинка и свинца. Сырьем для получения индия служат отходы свинцова-цинкового и оловянного производства. Для получения сверхчистого индии, пригодного для использования в полупроводниковой технике, применяют электрохимическое рафинирование, химические способы очистки, ванную плавку.
Индий образует одно-, двух- и трехвалентные соединения. Трехвалентные соединения наиболее устойчивы. Индий легко сплавляется с германием при температуре Т~ Т„. (см. равд. 18), с кремнием не сплавляется,для основных полупроводниковых материалов является акцептором. Индий и электродные сплавы на его основе служат основными материалами для получения р — л-переходов на л-германии и невыпрямляюших контактов на р-германии. Марки индия и содержание примесей в индии различных марок представлены в табл.
13.8 (ГОСТ 10297 — 75). Используют индий обычно в зависимости от требований полупроводникового производства в виде таблеток и шариков различного размера Иногда индий вводят в свинцово- оловянные припои, чтобы увеличить их стойкость к щелочам. Кроме того, припоя на основе сплавов свинца с индием обладают при отрицательной температуре значительно меньшей упругостью, чем свинцово-оловянные. Индий используется также для антикоррозиоиных покрытий. Тонкие пленки индия, осаждаемые методом термического вакуумного испарения и конденсации, применяются в производстве пленочных фаторезисторов и других элементов в качестве электродов.
Материалы длл электронных лриборое [разд. 13[ 0,092 нм Тетрагональная гранецентрированная !56 'С %00 ~: 100 'С 28,4 кдж кг- ' 2,02 МДж. кг 2,3 МПа 2,2 МПа 22 о' 5,78 В Химические свойства индия Условия и характер взаимодействия При комнатной температуре почти не взаимодействует. При Тл Т окисляегся да !пзОз В присутствии воздуха медленно коррозирует Растворяется в Нз50з. Н)(Оз, НС! Не растворяется Взаимодействует при комнатной температуре, образуются 1пС!з, 1пВгз Взаимодействует при нагревании, образуется 1п!з Резгент Воздух Вода Кислоты Щелочи Хлор, брам Иод Элементы У группы. Фосфор.
Фосфор относится к полупроводниковым материалам. В обычных условиях он существует в виде красной или белой модификации (иногда ее называют желтым фосфором). Белый фосфор плавится при 45 'С и кипит прн 280 'С, на воздухе медленно окнсляется и способен к самовоэюранию; ядовит. Хранить его следует под водой. Белый фосфор янляется метастабильной модификацией.
При комнатной температуре он устойчив, однако при температуре 220...230 'С он быстро переходит в красный фосфор, особенно в присутствии иода. Красный фосфор гораздо более ннертев в химическом отношении и не ядовит. Его препараты можно длительное время хранить в стеклянных банках с притертой пробкой. Красный фосфор технической чистоты представляет собой рыхлый порошок. Он заметно гигроскопичев, поэтому перед плавкой в вакууме его рекомендуется подсушивать при температуре 120...130 'С в течение Ю...30 мнн.
Препараты сверхчистого фосфора представляют собой платные куски темно-вишневого цвета (фиолетовый фосфор), который значительно менее гигроскопичен. Красный фосфор возгоняется без плавления при температуре окало 420 'С. Он имеет высокое давление паров, поэтому синтез соединений, богатых фосфором, производится в толстостенных ампулах с соблюдением надлежащих мер предосторожности. Особенно нежелательно понижение температуры во время незакончившегсся процесса синтеза ниже 280 "С и последующее быстрое повышение температуры.
Иэ-за образования белого фосфора, который имеет более высокую (пз Тип решетки . Температура плавления . Температура кипения . Удельная теплота плавления . Удельная теплота испарения . Временное сопротивление разрыву . Предел прочности при сжатии . Относительное удлинение . Первый ионизацнонный потенциал .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
