Консультация № 185906
26.04.2012, 03:29
79.00 руб.
0 2 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Какая разница между понятиями «загрязнения» и «примеси» в полупроводниках? Требуется дать развернутый ответ с пояснениями. примерно на 2 листа 14 шрифтом.

Обсуждение

давно
Профессор
230118
3054
26.04.2012, 22:23
общий
Если в 2 словах, то примеси вводятся специально, чтобы обеспечить проводимость, а загрязнения мешают тем целям, которые ставят при изготовлении полупроводников.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
27.04.2012, 20:05
общий
это ответ
Здравствуйте, Вера Михайловна!

Ответить на Ваш вопрос затруднительно, потому что если с понятием "примесь" всё более-менее ясно, то определения понятия "загрязнение" я, например, не встречал. Но на интуитивном уровне ответ примерно таков.

Важным свойством полупроводников является зависимость их электрического сопротивления от интенсивности внешнего энергетического воздействия: напряжённости электрического или магнитного поля, длины волны светового потока, температуры, давления и т. п., что позволяет использовать полупроводники для преобразования различных видов энергии в энергию электрического тока.

Возможно и обратное действие - преобразование энергии электрического тока в тепловую, световую или механическую энергию.

Используя эти и другие свойства полупроводников, получены различные микроэлектронные приборы, которые нашли широкое применение радио- и телевизионной аппаратуре, вычислительной и измерительной технике. Большинство приборов изготавливают из пластин, вырезанных из полупроводниковых монокристаллических слитков. Слитки получают методом направленной кристаллизации расплава исходного материала, предварительно очищенного от посторонних примесей (химических загрязнений) и обычно легированного определённым химическим элементом заданной концентрации - примесью, или легирующей добавкой. ля того, чтобы все приборы, изготовленные из одного и того же монокристаллического слитка, имели одинаковые параметры, необходимо, чтобы легирующая примесь была равномерно распределена по всему объёму слитка.

Концентрация легирующей примеси обычно незначительна. Например, у германия она составляет один атом на 1010 ... 1012 атомов полупроводника. В связи с этим полупроводники делятся на собственные и примесные.

Собственные полупроводники не содержат легирующей примеси. К ним относятся высокой степени чистоты простые полупроводники: кремний, германий, селен, теллур и др., а также многие полупроводниковые химические соединения: арсенид галлия, антимонид индия, арсенид индия и др.

Примесные полупроводники всегда содержат донорную или акцепторную примесь. В производстве полупроводниковых приборов примесные полупроводники используют чаще, поскольку в них свободные носители заряда образуются при более низких температурах, чем в собственных полупроводниках, и эти температуры сообразуются с рабочими температурами полупроводникового прибора.

Полупроводники, используемые для изготовления приборов, для обеспечения стабильности свойств последних должны иметь высокую степень чистоты. Например, содержание различных случайных примесей - загрязнений - в кремнии не должно превышать 1 [$183$] 10-11 %, в германии - 5 [$183$] 10-9 %, селене - 8 [$183$] 10-3 %, а для синтеза полупроводниковых соединений применяют селен с содержанием примесей не более 10-6 ... 10-5 %. Высокая степень чистоты полупроводниковых материалов достигается путём применения специальных технологий.

В частности, при изготовлении полупроводниковых приборов к поверхности кремниевых пластин предъявляются требования по минимальному содержанию различных загрязнений: органических, примесей металлов, механических частиц.

Загрязнения на поверхности пластин кремния могут быть органического и неорганического происхождения и их можно условно разделить по форме на жидкие и твердые пленочные загрязнения, частицы. Частицы и пленочные загрязнения могут состоять из ионов, атомов, молекул и т.д. Органические загрязнения присутствуют в остатках фоторезиста, различного вида жиров, смазки и масел, использующихся в производстве.

Загрязнения могут присутствовать в виде молекул, ионов, атомов, а также образовывать соединения между собой и подложкой. Атомные загрязнения представляют собой металлические пленки или частицы, например, электрохимически осажденные пленки металлов, частицы материала. Ионные загрязнения представляют собой катионы или анионы из неорганических химических растворов.

Загрязнения могут быть разделены по типу их физико-химического взаимодействия с поверхностью полупроводника. Физические (или механические) загрязнения (пыль, волокна, абразивные и металлические частицы, органические загрязнения) связаны с поверхностью силами физической адсорбции. Наиболее опасными являются химические загрязнения, так как требуют большей энергии для удаления с поверхности, поскольку связаны с ней силами хемосорбции. В качестве примера химических загрязнений можно назвать оксидные и сульфидные пленки, катионы, атомы металлов и др.

Источники загрязнений различны. Их можно условно разделить на следующие категории:
1) рабочий персонал;
2) окружающая среда;
3) материалы;
4) оборудование;
5) технологические процессы.

Мне трудно судить, насколько данный ответ совпадает с ожиданиями автора вопроса. Но рискну всё же предложить его Вам. Вы можете изменить его, исходя из требуемого объёма в листах машинописного текста и своего понимания существа дела.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа