Эффективного напряжения

Как уже говорилось, кристалл полупроводникового соединения в области гомогенности имеет дефектную структуру, что облегчает растворение в нем атомов не только собственных компонентов, но и примесей. Поэтому априори чем большей областью гомогенности обладает полупроводниковое соединение, тем менее эффективна для него кристаллизационная очистка. Это положение подтверждается анализом растворимости примесей в полупроводниковых соединениях, обладающих областью гомогенности различной протяженности, и в их компонентах, выполненным с использованием в качестве критерия растворимости эффективного коэффициента распределения (табл. 4).

В допустимых с позиций структурного совершенства кристалла изменениях скоростей кристаллизации и вращения кристалла величина эффективного коэффициента распределения изменяется от равновесного k0 до максимально-

кретные условия проведения кристаллизационного процесса. Особенно необходим их учет при получении монокристаллов элементарных полупроводников, имеющих ярко выраженную скоростную зависимость эффективного коэффициента распределения. Однако она проявляется заметно только при скоростях >0,5 мм/мин, когда имеющий экспоненциальный характер график скоростной зависимости эффективного коэффициента распределения, построенный по уравнению (4.4), начинает резко изменять угол

4.18. Зависимость эффективного коэффициента распределения k примеси сурьмы в монокристалле германия, выращиваемом методом Чохральского с различными скоростями

наклона ( 4.18). Поэтому, как правило, во всех полупроводниках, кристаллизующихся при скоростях <0,5 мм/мин, значение эффективного коэффициента распределения примерно равно величине равновесного коэффициента распределения.

При экспериментальном определении значения эффективного коэффициента распределения k в монокристаллах полупроводников сначала по данным измерения электрических свойств, химического, спектрального, масс-спект-рального и других методов анализа определяют концентрацию примеси в кристалле в сечениях Nq и Ng, соответствующих данной относительной координате положения

Однако такой расчет возможен только тогда, когда &>0,1. Для меньших значений k изменение концентрации примеси в расплаве, связанное с переходом ее в растущий кристалл, незначительно. Это приводит к тому, что изменение концентрации примеси в кристалле определяется главным образом изменением объема расплава и не зависит от величины k. В этом случае значение эффективного коэффициента распределения рассчитывают по уравнению (4.3), подставляя в него значения исходной концентрации примеси в расплаве С0 и экспериментально найденного значения концентрации примеси в начальной части выращенного кристалла N в точке, где величины q и g примерно равны нулю.

Даже при большом объеме расплава, на малой концентрации примеси в нем, особенно примеси, имеющей -большое значение эффективного коэффициента распределения, масса легирующей примеси может составить величину менее 1 г. Введение малых количеств легирующей примеси в большой объем расплава полупроводника, нагретого до высоких температур, сопряжено со значительными потерями легирующей примеси вследствие испарения и окисления. Поэтому расплавы полупроводников чаще всего легируют с помощью лигатур, содержащих известное количество легирующей примеси.

должна быть у примесей, имеющих малое значение эффективного коэффициента распределения, вводимых в расплав в больших количествах. В этом случае даже небольшое содержание в легирующем веществе посторонних примесей может привести к существенному загрязнению кристалла этими неконтролируемыми примесями. Например, при легировании германия примесью железа (&=2-10~5), содержащего лримесь фосфора (k=Q,2) в количестве всего 4-10~4% (по массе), его концентрация в кристалле составит 4-Ю-3-0,2/(2-Ю-5) =0,4 или 40 % от содержания железа. Это, безусловно, окажет существенное влияние на

свойства выращенного кристалла германия. Поэтому при выборе одной легирующей примеси из нескольких однотипных предпочтение должно быть отдано примеси, имеющей максимальное значение эффективного коэффициента распределения. Например, для получения арсенида галлия электронного типа проводимости из трех однотипных примесей (олова, теллура и серы), имеющих эффективный коэффициент распределения 5-Ю""3; 5-10^2 и 5-10~', предпочтение должно быть отдано последней примеси — сере, так как для получения одинаковой концентрации примеси в расплаве она должна вводиться в количестве, в 10 и 100 раз меньшем, чем теллур и олово соответственно.

Программирование кристаллизационного процесса, обычно применяемое к нелету-чим или слабо летучим приме-сям (а«0; /С«&) с ярко вы-раженной скоростной зависимостью эффективного коэффициента распределения, состоит в проведении его при закономерно изменяющихся скорости кристаллизации расплава, условий его перемешивания и т. п.

(иногда их называют гладкими помехами или шумами) ( 5.4, б) имеют вид непрерывного случайно изменяющегося колебания. Их важнейшими характеристиками являются мощность помех, закон распределения амплитуд, вид энергетического спектра или функции корреляции. Наиболее часто встречаются помехи, амплитуда которых подчинена закону нормального распределения. У них вероятность того, что амплитуда выброса превысит утроенное значение эффективного напряжения, мала. Флуктуационные помехи не имеют постоянной составляющей.

Для оценки помехоустойчивости ТИ вводят отношение эффективного напряжения сигнала к среднеквадратичному напряжению помехи в полосе частот Д/7:

2. Метод релаксации напряжений ( 23, а). В этом случае считается, что напряжение предварительно деформированного на заданную степень образца релаксирует за счет уменьшения эффективного напряжения. В результате приложенное напряжение стремится

Температурная зависимость предела текучести облученных металлов. Для температурно-зависимого упрочнения Н и V являются в основном функциями эффективного напряжения, и каждый процесс термически активированной деформации имеет характерные параметры активации с особыми зависимостями от напряжения. Дорн [51] рассмотрел несколько моделей преодоления дислокациями препятствий, определяющих температурную зависимость напряжения течения металлов: равномерное увеличение напряжения течения во всем температурном интервале, т. е. поступательный подъем кривой без изменения величины Т0; изменение температурного коэффициента напряжения течения (Д0/ДГ) в области Т < Т0 без изменения величины Т0, что наблюдается при повышении только плотности близкодействующих барьеров; изменение или сохранение значения (Да/ДГ) при Т < Т0 с повышением величины Т0 при испытаниях образцов с различной скоростью или росте прочности близкодействующих барьеров.

На температурную зависимость предела текучести облученных ОЦК-металлов существенное влияние оказывают их чистота, исходное структурное состояние и интегральная доза облучения. Для чистых металлов и монокристаллов наблюдается большее изменение эффективного напряжения г* после облучения, чем для металлов и поликристаллов с примесями [38].

29. Зависимость величины ак-тивационного объема от эффективного напряжения стали:

где для напряжений указаны эффективные значения, а ширина полосы и некоторая центральная полоса оговорены, т. е. это есть отношение (в децибелах) эффективного напряжения полезного сигнала к эффективному напряжению имеющегося шума. «Сигнал» может быть синусоидальным, или несущей частотой с модуляцией, или даже шумоподобным сигналом. Если сигнал имеет узкополосный спектр, то существенно, в какой полосе измеряется отношение С/Ш, так как оно

7.40. Зависимость эффективного напряжения шума от коэффициента шума и сопротивления источника. (National Semiconductor Corp.).

7.21. Ограничение полосы частот и измерение среднеквадратичного (эффективного) напряжения

Измерение напряжения шума. Наиболее точный способ измерения выходного шума - использование выверенного вольтметра среднеквадратичного (эффективного) напряжения. Он работает путем измерения нагрева, производимого соответственно усиленным сигналом, или с использованием аналоговой схемы возведения в квадрат с последующим усреднением. Если вы пользуетесь измерителем истинного среднеквадратичного значения, то сначала проверьте, рассчитан ли он на те частоты, на которых проводятся измерения, потому что некоторые такие приборы имеют частоту всего несколько килогерц. Измерители истинного среднеквадратичного напряжения специфицируются также по пик-фактору, т. е. предельному отношению пикового напряжения к среднеквадратичному, при котором нет больших потерь точности. При измерении нормальных (гауссовских) шумов достаточно иметь пик-фактор от трех до пяти.

Отношение амплитуды эффективного напряжения, снимаемого с приемника при оптимальном режиме его питания, к амплитуде синусоидально модулированного эффективного лучистого потока называется вольтовой чувствительностью: