Глава 4. Электрофизические свойства
Элементарный кремний в монокристаллической форме является не прямозонным полупроводником. Ширина запрещённой зоны при комнатной температуре составляет 1,12 эВ, а при Т = 0 К — 1,21 эВ. Концентрация собственных носителей заряда в кремнии при нормальных условиях составляет около 1,5·1010 см−3.
На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нём примеси. Для получения кристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят атомы элементов III-й группы, таких, как бор, алюминий, галлий, индий. Для получения кристаллов кремния с электронной проводимостью в кремний вводят атомы элементов V-й группы, таких, как фосфор, мышьяк, сурьма.
При создании электронных приборов на основе кремния используется преимущественно приповерхностный слой монокристалла (толщиной до десятков мкм), поэтому качество поверхности кристалла может оказывать существенное влияние на электрофизические свойства кремния и, соответственно, на свойства созданного электронного прибора. При создании некоторых приборов используется технология модифицирующая поверхность монокристалла, например, обработка поверхности кремния различными химическими реагентами и её облучение.
Ø Диэлектрическая проницаемость: 12
Ø Подвижность электронов: 1200—1450 см²/(В·c).
Ø Подвижность дырок: 500 см²/(В·c).
Ø Ширина запрещённой зоны 1,21 эВ при 0 К.
|
|
|
Ø Время жизни свободных электронов: 5 нс — 10 мс
Ø Длина свободного пробега электронов: порядка 1 мм.
Ø Длина свободного пробега дырок: порядка 0,2—0,6 мм.
Глава 5. Применение кремния в современной микроэлектронике
Кремний один из основных материалов в микроэлектронике и другой технике. Его используют для изготовления почти всех существующих на данный момент полупроводниковых приборов, таких как например: транзисторы, диоды и другие. Также он применяется в изготовление интегральных устройств. Кремниевые микросхемы являются основными компонентами в вычислительной мощности современных компьютеров и телефонов.
Кремний активно используется в солнечных батареях, непосредственно трансформирующих излучение солнца в электричество. Так же используется в кварцевых резонаторах, кварцевых часах и во многих других приборах.
Рисунок 2 – Кремний в микросхеме
Глава 6. Индексы Миллера
Индексы Миллера — кристаллографические индексы, характеризующие расположение атомных плоскостей в кристалле. Индексы Миллера связаны с отрезками, отсекаемыми выбранной плоскостью на трёх осях кристаллографической системы координат (не обязательно декартовой). Таким образом, возможны три варианта относительного расположения осей и плоскости:
|
|
|
Ø плоскость пересекает все три оси
Ø плоскость пересекает две оси, а третьей параллельна
Ø плоскость пересекает одну ось и параллельна двум другим
Индексы Миллера выглядят как три взаимно простых целых числа, записанные в круглых скобках: (111), (101), (110)…
Рисунок 3 – Плоскости с различными индексами Миллера в кубических кристаллах
Для работы с гексагональными решётками удобно использовать четырёх символьные индексы Миллера — Браве (hkil), в которых третий элемент i означает удобную, но вырожденную (не несущую никакой дополнительной информации) компоненту, равную −h − k. Угол между компонентами h, i и k индекса составляет 120°, так что они не ортогональны. Компонента l перпендикулярна всем трём направлениям h, i и k.
Рисунок 4 – Индекс Миллера — Браве для гексагональной плотноупакованной решётки
Заключение
Кремний — элемент вездесущий. В окружающей нас мертвой и живой природе и среди всех творений цивилизации трудно найти какой-либо объект, не содержащий этого элемента хотя бы в небольшом количестве. Но всё же кремний очень сильно отличается от других веществ. Он является основой нашей современной жизни. Каждый день мы общаемся по телефону, читаем электронные книги, просматриваем всемирную паутину и так далее. И всё это было бы невозможно без кремния. Его удивительные свойства позволяют ему быть основой для транзисторов, процессоров и диодов.
|
|
|
Список литературы
1. В. А. Валетов. Технология приборостроения: уч. пособие./ Ю. П. Кузьмин, А. А. Орлова, С. Д. Третьяков -2008.-204с.
2. Производство микропроцессоров 1: от песка до кремния// Портал: polymus.ru– [Электронный ресурс]. URL - https://polymus.ru/ru/pop-science/blogs/channels/himiya-buduschego/13564/
3. Кремний и электроника // Портал: timerobots.ru– [Электронный ресурс]. URL - https://timerobots.ru/razvlechenia/478-kremnij-i-jelektronika.html
4. Индексы Миллера // Портал: wiki.sc – [Электронный ресурс]. URL https://wiki.sc/wikipedia/Индексы_Миллера
5. Кремний, его свойства и применение в современной электронике // Портал: Allbest – [Электронный ресурс]. URL http://stroyres.net/metallicheskie/vidyi/vspomogatelnyie-veshhestva/kremniy.html
6. Кремний // Портал: wikipedia – [Электронный ресурс]. URL https://ru.wikipedia.org/wiki/Кремний
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 359; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!