Химически агрессивных

Рассмотрим физико-химические процессы, обусловленные термической диссоциацией исходного вещества, его химическим взаимодействием с материалом контейнера и атмосферой кристаллизации. Без учета этих процессов невозможно определить температурно-вре-менной режим кристаллизации, а следовательно, оптимальные условия и метод выращивания монокристаллов.

Верхний предел перегрева расплава определяется интенсивностью его диссоциации и испарения, а также химическим взаимодействием с материалом контейнера и с кристаллизационной атмосфе-

3. Реактивное растворение. Процесс растворения сопровождается химическим взаимодействием между растворенным веществом и растворителем, которое происходит со значительным тепловым эффектом, существенно превышающим тепловой эффект при молекулярном или ионном растворении. Ввиду того что растворитель, как правило, находится в большом избытке по отношению к растворенному веществу, то при отсутствии ограничений по времени исходное вещество может полностью перейти в раствор. При этом в растворе существуют продукты, химически отличные от исходного состояния систе-

Химический механизм травления. В случае химического механизма травления на поверхности полупроводника протекают окислительно-восстановительные реакции, связанные с непосредственным, чисто химическим, взаимодействием молекул травителя с поверхностными атомами, приводящим к одновременному образованию в травителе продуктов реакции в виде растворимых комплексов полупро-

химическим взаимодействием различных материалов,

Отказы, вызываемые химическим взаимодействием материалов обусловлены газами, выделяющимися при сварке, жирами и инородными веществами, занесенными при изготовлении изделий. Все материалы, из которых изготавливаются МЭ и ИМ, подбираются с точки зрения их химической совместимости, исключающей химическое взаимодействие между ними.

Термическое окисление кремния. При воздействии сухого кислорода на кремний при повышенной температуре в первые моменты времени адсорбция молекул кислорода кремнием сопровождается химическим взаимодействием и образованием окиси кремния 5Ю2 (хемо-сорбция). По мере роста слоя SiO2 хемосорбция уступает место диффузии молекул кислорода к поверхности кремния. В дальнейшем окисление происходит в три стадии: адсорбция кислорода, диффузия кислорода через окис-ный слой, реакция на границе раздела SiO2—Si. При этом скорость роста пленки должна убывать с ростом толщины пленки, что объясняется увеличением времени диффузии кислорода через окисный слой.

Термическое окисление кремния. При воздействии сухого кислорода на кремний при повышенной температуре в первые моменты времени адсорбция молекул кислорода кремнием сопровождается химическим взаимодействием и образованием окиси кремния 5Ю2 (хемо-сорбция). По мере роста слоя SiO2 хемосорбция уступает место диффузии молекул кислорода к поверхности кремния. В дальнейшем окисление происходит в три стадии: адсорбция кислорода, диффузия кислорода через окис-ный слой, реакция на границе раздела SiO2—Si. При этом скорость роста пленки должна убывать с ростом толщины пленки, что объясняется увеличением времени диффузии кислорода через окисный слой.

лее типичные для микросхем, т. е. обусловленные физикой поверхности, нарушением кристаллической структуры полупроводника, химическим взаимодействием различных (материалов, несовершенством терм око мир еос ии и сварки, усадкой компаунда при герметизации, механическими повреждениями схемы, а затем определить и устранить их причины.

химического взаимодействия, связанных со значительной энергией активации и действующих на малых расстояниях. Величина адгезии, обусловленная химическим взаимодействием (например, Сг, Та, V и др. металлов с ситаллом и стеклами) повышается с увеличением температуры испарителя и подложки и может достигать 5-10' Па, а в ряде случаев превышать когезионные силы в материале подложки. Увеличение адгезии с увеличением температуры испарителя объяс-

Спекание с керамикой смеси порошков молибдена и активного металла проводят в водородной среде, содержащей ограниченное количество паров воды при 1100—1350° С с выдержкой 30 мин. В этих условиях протекают твердофазные диффузионные процессы. Высокая температура спекания позволяет применять только жаропрочную керамику на основе А^Оз или ВеО. Сцепление обусловливается двумя механизмами: химическим взаимодействием активного металла в твердой фазе с окислами керамики и диффузией стеклофазы керамики в металлический слой. В результате структура спеченного с керамикой слоя металлизации представляет собой матрицу (каркас) из зерен молибдена, заполненную продуктами взаимодействия порошка активного металла с окислами керамики и молибдена.

ло 5 %), а недостатки —низкая скорость осаждения и использование токсичных и химически агрессивных газов.

Вполне очевидными требованиями являются также высокая механическая и оптическая однородность, твердость и возможность получения для матриц монокристаллов достаточно больших размеров, а также стойкость к воздействию химически агрессивных сред. Без выполнения этих требований невозможно создать современную элементную базу квантовой электроники.

В качестве основного средства индивидуальной защиты от химически агрессивных сред используют перчатки из синтетической резины (нейрито-вый латекс) толщиной 0,7 мм; перчатки легко дезактивируются. Для защиты лица и 1*лаз от попадания брызг жидких химически активных веществ используют щиток из органического стекла, закрепляемый при помощи резинки. Испытания следует вести в вытяжном шкафу или в специальных- боксах, комплектно выпускаемых промышленностью.

4. Характеристика основных марок кабелей. Кабелем называется проводник, состоящий из одной или нескольких изолированных жил, заключенных в защитную герметическую оболочку: свинцовую, алюминиевую, полихлорвиниловую, полиэтиленовую, резиновую, нейрито-вую. Материалом токоведущих жил кабелей является медь или алюминий. Изоляцией жил в кабелях могут быть: резина, полихлорвинил, пропитанная бумага, полиэтилен. Защитная оболочка служит для защиты изоляции жил кабеля от действия света, влаги, химически агрессивных сред и выполняется из свинца, алюминия, полихлорвинила, полиэтилена, найрита. Поверх защитной оболочки для защиты от механических повреждений изоляции применяется бронепокров из стальной ленты, плоской или круглой стальной проволоки. Броня кабеля защищается наружным джутовым покровом. В зависимости от назначения и конструкции кабелям присваивают марки. Марка кабеля состоит из буквенных символов, расшифровка которых производится согласно табл. 24.

Термоэлектроды термопары соединяют друг с другом путем пайки или сварки и помещают в защитную арматуру, предохраняющую термопару от действия химически агрессивных газов. В качестве защитной арматуры применяют трубы из специальных сталей, а для термопар из благородных металлов — кварцевые и керамические трубы.

5. Высокая устойчивость в химически агрессивных средах.

Основным вопросом при конструировании термопар промышленного типа является выбор материала защитной трубы (арматуры) и изоляции. Защитная арматура термопары должна оградить ее от воздействия горячих, химически агрессивных газов, быстро разрушающих термопару. Поэтому арматура должна быть газонепроницаемой, хорошо проводящей тепло, механически стойкой и жароупорной. Кроме того, при нагревании она не должна выделять газов или паров, вредных для термоэлектродов.

Влияние окружающей среды на переходное сопротивление контактов. Выше отмечалось, что кроме сопротивления стягивания Rc на работоспособность контактов существенно влияет переходное сопротивление Rn, обусловленное наличием пленок и загрязнений на поверхности контактов. Это особенно влияет на контакты, работающие в химически агрессивных средах, в условиях повышенной температуры, влажности, запыленности. Кроме некоторых благородных металлов (золото, платина), почти все металлы взаимодействуют с окружающей средой, образуя различные пленки. Одни из них, например окисные пленки на серебре, разлагаются уже при температуре 200° С. Кроме того, окислы серебра имеют низкое электрическое сопротивление, вследствие чего окисление серебра практически не оказывает заметного влияния на переходное сопротивление. Однако в агрессивных средах, таких, как сернистые соединения (сероводород H2S, двуокись серы SO2), образуются сернистые пленки даже на серебряных контактах, вследствие чего их переходное сопротивление увеличивается. Наличие примесей в серебре существенно влияет на образование поверхностных пленок.

высокой энергии, способных работать в химически агрессивных средах.

Преимуществом позитивного комбинированного метода по сравнению с негативным является хорошая адгезия проводника, повышенная надежность монтажных и переходных отверстий, высокие электроизоляционные свойства. Последнее объясняется тем, что при длительной обработке в химически агрессивных растворах (растворы химического меднения, электролиты и др.) диэлектрическое основание защищено медной фольгой.

Термоэлектроды термопары соединяют друг с другом путем пайки или сварки и помещают в защитную арматуру, предохраняющую термопару от действия химически агрессивных газов. Эта арматура изготовляется газонепроницаемой, механически прочной и пароупорной, хорошо проводящей тепло. Материал арматуры, кроме того, не должен выделять при нагревании газов или паров, вредных для термоэлектродов.