Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 88
Текст из файла (страница 88)
о Температуру в окислительных средах до 2200 С измеряют с помощью термопар с термоэлектродами нз иридия и его сплавов: ИР40/О, ИР50/О, ИРбО/О (37]. Для удлиняющих проводов термопар используют проволоку диаметром 0,2 — 2,5 мм из никелевых и медно-никелевых сплавов: хромель К, копель, константан и сплава ТП. 498 Проволоку поставляют в мягком (отожженном) состоянии с окисленной поверхностью.
Основные свойства проволоки для удлиняющих проводов приведены в табл. 7.28. Таблица 7.28. Саейетвя превелеии лля удлиняющих превелев термеиар (ГОСТ 1791-67) Неметаллические высокотемпературные термопары с электродом из тугоплавкнх соединений широкого распространения не получили, так как требуется градуировка для каждой термопары. 7.4. Полупроводниковые материалы Полупроводник — зто материал, основным свойспюм которого является сильная зависимость его электрической проводимости от воздействия внешних факторов, таких, как температура, электрическое поле, свет и т. д.
Полупроводниковый материал предназначен для использования его полупроводниковых свойств (ГОСТ 22622-77). Полупроводники бывают простые и сложные. Полупроводник будет простым, если его основной состав образован атомами одного химического элемента, и сложным, если атомами двух или большего числа химических элементов. В полупроводниках носителями заряда, обусловливающими электрическую проводимость, являются дырки проводимости и электроны. Полупроводник, не содержащий примесей, влияющих на его электропроводность, называется собственным. Электропроводность собственно полупроводника в равновесном состоянии обусловлена как дырками, так и электронами проводимости, причем их концентрации равны. У примесного полупроводника злектропроводность определяется в основном примесями, у дырочного— в основном перемещением дырок проводимости, а у электронного — в основном электронами проводимости.
Электрическая проводимость полупроводников увеличивается с повьппением температуры и определяется соотношением и = по ехр [ — ЬЕ/(2хт)1, где ЬЕ- ширина запрещенной зоны; А- постоянная Больцмана; Т-абанпотная температура. Известно около 1000 простых и сложных полупроводников. Многие нз них используют для изготовления различных электронных приборов и микросхем, генераторов СВЧ, фоточувствительных и преобразовательных приборов, лазеров, термисторов, термоэлементов, тензочувствнтельных элементов, датчиков Холла и др.
Обычно по во иковые мате палы азначенные использования в лу про дн прели для электронике, изготовляют в виде монокристаллических слитков. Свойства полупроводниковых приборов определяются свойствами исходных материапов. Для полупроводниковых материалов, выпускаемых промышленностью, применяют показатели качества, установленные ГОСТ 4.64 — 80. Простые полупроводники. Из простых полупроводников наибольшее применение нашли кремний и германий. Некоторые физико-химические свойства германия и кремния приведены в табл.
7.31. Таблица 7.29. Физике-химические свействя кремния и германии 115, 28, 381 28,0855 0,543072~1 Ю 2,32902 104 72,60 0,565754~1 Ю 5,32674 76 Относительная атомная масса Постоянная решетки при 25 С, им Плотность при 25 С, т/и Твердость НУО,! температура, 'С плавления кицеиия 1415~3 2600 937,2 2700 2,33 5,75 58,3 5,20 19,5 11,1 22,9 31,0 31,4 в жидком состоянии Температура Дебш, С: при-193 С при27 С Молярная теплота плавления, кДж/моль Поверхностное натяжение, Н/и Упругие постоянные, ГПа, при 25 С: с„ с, 266 416 49,9~0,8 0,72 80 !33 37,1~0,2 О,б 167 65,2 129 48,3 79,6 9,15* Ю 66,8 5,4 1О С44 Скорость распространения продольных звуковых волн, м/с Удельное электрическое сопротивление при 20 С,Ом и Концентрация собственных носителей заряда при 20 С, м 0,68 2,3 10 3 10 2,5 Ю Температурный коэффициент линейного расширения и'10, С Теплопроводность при 25 С, Вт/(и С) Молярная теплоемкосп, Дж/(иоль.
С): при-193 С цри27 С Окончание табл. 7.29 ' Длл 81 в направлении [1111, длл Ое — в [1101. Для изготовления разнообразных приборов требуются полупроводниковые материалы с различными свойствами. Ниже при описании марок полупроводниковых материалов, выпускаемых промышленностью, после характеристик монокристаллических слитков в скобках приводится условное обозначение характеристики. Для каждого типа полупроводникового материала установлены и контролируются показатели качества, определенные ГОСТ 4.64-80. Группы и подгруппы марок материала имеют различный набор численных значений показателей качества. Слитки монокристаллического кремния (ТУ 48-4-295-82), предназначенные длл производства полупроводниковых приборов и микросхем, получают методом Чохральского (К) с ориентацией продольной оси монокристаллического слитка [11 Ц, [1001 или [0131 диаметром 42' ...
102,5' мм и базовой длиной 60-150 мм или бестигельной зонной плавкой (БК) с ориентацией [11Ц диаметром 23 — 46 мм и длиной 40 — 70 мм. Откло- нение а плоскости торцового среза слитка кремния от плоскости ориентации не должно о превышать 3 . Концентрация атомов оптически активного кислорода должна быть зз -з зз -з Ио ~ 1 10 м вслитках кремния, полученных бестигельной зонной плавкой,и ~ 7.10 м в слитках, полученных методом Чохральского.
Слитки монокристаллического кремния, легированные бором (Б) или алюминием (А), изготовляют дырочного (Д) типа электрической проводимости, а легированные фосфором (Ф), сурьмой (С) или мышьяком (М), а также фосфором и золотом (ФЗ)— электронного типа. Технические требования на слитки могут быль уточнены или изменены по согласованию между изготовителем и потребителем. Пример условного обозначения слитков: 1А1 кц КДБ 7,5/2,5 — 76 ТУ 48-4-295 — 82, где 1А1 — группа и подгруппа марки; кц — индексы дополнительных требований; КДБ— монокристаллический слиток кремния, выращенный по методу Чохральского, дырочного типа электрической проводимости, легированный бором; 7,5 — номинальное значение удельного электрического сопротивления, Ом см; 2,5 — время жизни неравновесных носителей заряда, мкс; 76 — диаметр, мм.
50! В табл. 7.30, 7.31 приведены некоторые электрофизические параметры слитков монокристаллического кремния. Таблица 7.30. Осиевиые злектрефизические параметры слитков монокристаллического кремянп, полученных методом Чехральскеге Номинальное значение р. Табенеа 7.3А Основные злектрефизпческне параметры слиткев монокристаллического кремнии, полученного йестнгельней зеяней плавней Здесь и далее плотность дислокаций.
В зависимости от группы и подгруппы марки техническими условиями допускается отклонение средних значений удельного электрического сопротивления торцов от номинального значения Ьр„= 15...35%, радиальное относительное отклонение удельного электрического сопротивления от среднего значения по торцу слитка Ьрд = 10...20% и относительное отклонение средних значений удельного электрического сопротивления по длине слитка Ьр~ = 20...35 %. Кремний монокристаллический, полученный методом бестигельной плавки (ТУ 48-4-4бб-85), предназначен для производства полупроводниковых приборов (ПЭС, БИС, СВИС). Слитки монокристаллического кремния, легированные фосфором, изготовляют эдекзронного (Э), а легированного бором — дырочного (Д) типа проводимости.
Монокристаллические слитки не должны иметь дислокаций и свирлевых дефектов. Кон- 21 -3 центрацил атомов оптически активного кислорода Уо должна быть не более 5 10 м м -з а оптически активного углерода Фс — не более 5 ! 0 м . Слитки имеют диаметр 78~2 мм и длину не менее 80 мм. Удельное электрическое сопротивление монокристаллического 502 кремния различных марок и ориентация продольной оси монокристаллического слитка приведены в табл.
7.32. Допустимое относительное отклонение Ьр„составляет 20% для марок КВЭ и 25 % для марок КВД, а Ьря = 10 %. Таблица 7.32. Удельиее элекзричсскес сеиретивление и ериеитация иредельией есн меиекристаллнческеге слитке для ркзлнчиых марек кремния Время жизни неравновесных носителей заряда зависит от р„слитка и для электронного типа проводимости составляет, мкс: 1 400р„при р„= 0,01 ...0,5 Ом м, ~ 200р„при р„~ 0,5 ...1,00 Ом м и ~ 150р„при р„1 1,00 ...1,50 Ом м, а для дырочного типа проводимости ~ 400 р„~ 0,4 ... 1,50 Ом м и ~ 200р„при р„~ 0,4 ...
1,50 Ом м. Монокристаллический кремний в слитках (ГОСТ 19658-81), предназначенный для пластин-подложек эпитаксиалызых структур и сзруктур металл — диэлектрик — полупроводник и легированный бором (марки ЭКДБ), изготовляют дырочного типа проводзвзости, а легщюванный фосфором (марки ЭКЭФ) или сурьмой (марки ЭКЭС) — элекзронного типа 5 -2 проводимости с р „~ 10 м . Продольная ось монокристаллического слитка кремния имеет ориентацию 111Ц иви 11001. Опаюнение плоскости торцового среза монокристал- о лических слитков от плоскости ориентации не должно превышать а= 3 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
