Поверхности осаждения

Скорость подвода влаги из внутренних слоев к поверхности определяется градиентами температуры и влажности, а также их направлением. Если направление градиента температуры и градиента влажности совпадают, то суммарный поток будет равен

На освещенной поверхности эпитаксиального слоя диффузионный поток электронов в плоскости х=0, направленный в сторону этой поверхности, определяется скоростью поверхностной рекомбинации s. При этом граничное условие

Главными преимуществами метода являются малая ширина реза, всего в два раза превышающая толщину полотна, и уменьшенная по сравнению с резанием алмазными дисками толщина механически нарушенного слоя (около 30 мкм). Последнее обстоятельство связано с тем, что при резании полотнами происходит одновременное шлифование поверхности пластин боковыми поверхностями полотен. Качество поверхности определяется скоростью движения полотна, давлением на полотно, размером и твердостью зерен абразива, концентрацией абразивной суспензии, свойствами обрабатываемого материала. Так, скорость резания кремния почти в два раза ниже скорости резания германия. К недостаткам метода можно отнести малый срок службы полотен вследствие их истирания и сложность их установки в кассету при обрыве полотна. Кроме того, разрыв полотна в результате истирания обычно приводит к поломке нескольких пластин.

*' Степень дисперсности интегрально гладкой поверхности определяется свойствами конкретного травителя; в большинстве случаев поверхность получается зеркально гладкой с классом чистоты не ниже VI2.

Величина р№ определяется с большой степенью точности; наоборот, величина активной охлаждающей поверхности может быть определена только приблизительно. Если, например, обмотки выполнены так, как это показано на 7-4, а, б, в, то в первом случае ( 7-4, а) величина охлаждающей поверхности определяется только наружной поверхностью обмотки, обычно без учета торцевых поверхностей; во втором случае ( 7-4, б) в расчет вводится поверхность обмотки с обеих сторон S0 с учетом места, занятого

Входящий в это уравнение коэффициент пропорциональности а отражает зависимость Q от характера потока, физических свойств жидкости и формы поверхности. Определяется этот коэффициент опытным путем, и в гл. 6 будут , рассмотрены способы его вычисления. Здесь

Преимуществом ультразвуковых методов обработки является отсутствие механических и тепловых воздействий на изделие в целом ввиду отсутствия механического контакта, так как между инструментом и обрабатываемой поверхностью всегда остается тонкий слой жидкости. В зависимости от твердости обрабатываемого материала в качестве абразива применяют наждак, корунд или карбид бора. Скорость обработки зависит от твердости материала заготовки, от применяемой ЖИДКОСТИ и от абразива. Чистота обработанной поверхности определяется размером абразивных зерен. В качестве ма-

Процесс охлаждения можно интенсифицировать, если ввести принудительное перемешивание жидкости. На 6-31, в представлена схема такой конструкции. В процессе кипения часть теплоотдающей поверхности покрывается пузырьками пара, при этом эффективная поверхность уменьшается. При естественном перемешивании жидкости диаметр парового пузырька в момент отрыва от поверхности определяется выражением

резания между обрабатываемой и обработанной поверхностями называется поверхностью резания 2. Расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности, определяется глубиной резания Л. При точещш глубина резания выражается уравнением А = (D — d)/2, где D и d — диаметры обрабатываемой и обработанной поверхностей, мм.

Скорость резания при точении v — линейная скорость точек обрабатываемой поверхности заготовки, м/мин, которая определяется следующим уравнением: v — 10~3 яОп, где D — диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; п — частота вращения заготовки, об/мин. Подача s при точении количественно оценивается расстоянием, на которое перемещается режущий инструмент — резец — в направлении движения подачи за один оборот заготовки, и имеет размерность мм/об. <

Плотность эмиссионного тока — величина тока эмиссии с одного квадратного сантиметра его поверхности — определяется формулой (1-1)

В условиях плохого газового обмена вблизи поверхности осаждения кристаллы кремния приобретают дендритную1 форму. Срастающиеся ветви дендритов захватывают внутрь, объема стержня ПГС, а поверхность стержня становится неровной ( 3.5,6). По качеству такие стержни значительно уступают плотным и гладким стержням поликристаллического кремния. Развитая наружная поверхность-стержня адсорбирует значительное количество примесей из окружающей среды, что снижает чистоту полупроводника. Заключенные в объеме стержня газы при расплавлении кремния вызывают его вскипание и разбрызгивание. Это особенно недопустимо в случае использования стержней в качестве заготовок для выращивания монокристаллов кремния методом бестигельной зонной плавки.

В общем случае зависимость скорости роста от скорости газового потока имеет характер кривой с максимумом ( 6.19, в).-По мере возрастания скорости ПГС, увеличивающей скорость подачи реагентов к поверхности осаждения, скорость роста эпитаксиальных слоев арсенида галлия возрастает. Однако после достижения некоторого максимального значения она начинает уменьшаться как вследствие понижения концентрации хлорида галлия (I) в газо-

вой фазе (см. 6.18), так вследствие превышения скорости подачи реагентов к поверхности осаждения над скоростью их взаимодействия.

Однородность толщины зпитаксиальных слоев определяется температурой осаждения и концентрацией реагентов в реакторе. Они должны быть настолько низкими, чтобы обеспечить, во-первых, протекание процесса осаждения в кинетической области, где скорость осаждения не зависит от скоростей и характера газовых потоков вблизи поверхности осаждения, и, во-вторых, допустимо низкую скорость роста эпитаксиального слоя.

где /общ — скорость реакции; у — концентрация реагентов на поверхности осаждения; й„р — константа скорости реакции.

Изменение скорости осаждения молибдена в области первого порядка реакции относительно концентрации MoFe в газовой смеси при температуре 500—700° С характеризуется значением энергии активации около 5,5 ккал/моль. При температурах выше 800° С скорость осаждения молибдена мало зависит от температуры, что характерно для условий, когда лимитирующей стадией процесса является диффузия реагентов к поверхности осаждения. В области нулевого порядка реакции относительно концентрации MoF6 в газовой смеси при температурах выше 800° С -кажущееся значение энергии активации процесса составляет 6 ккал/моль. При дальнейшем повышении содержания MoF6 наблюдается -постепенное увеличение кажущейся энергии активации от 6,0 до 50,0 ккал/моль. Аналогичное увеличение энергии активации наблюдается и при более низкой температуре осаждения. Отрицательная скорость осаждения или травление молибденового осадка является следствием протекания реакций взаимодействия с металлическим молибденом.

При~ высоких температурах и относительно низком парциальном давлении MoF6, когда лимитирующей стадией процесса является диффузия компонентов реакции к поверхности осаждения, осадки образуются из отдельных иглообразных дендри-тов ( 5.4, а, б), которые практически не связаны между собой. В области температур и концентраций, где лимитирующей стадией процесса является образование низших фторидов молибдена (первая кинетическая область), формируется серебристо-белый осадок, имеющий на поверхности правильные пирамидальные образования с кристаллической огранкой ( 5.4, в, г).

В области высоких концентраций MoF6, где скорость процесса определяется скоростью восстановления низших фторидов до металла (вторая кинетическая область), значительная часть поверхности осаждения занята трифторидом молибдена, что создает условия для его накопления в слое получаемого осадка. В этом случае при температурах 900—1000° С формируется серебристо-белый осадок, имеющий на поверхности такую же кристаллическую огранку, что и 'В кинетической области, но вершины пирамидальных образований здесь сглажены вследствие одновременного протекания процесса травления. В структуре таких осадков наблюдаются включения MoF3 и пустоты ( 5.4, д, е). Снижение температуры процесса усиливает влияние трифторида молибдена на формирование осадка. При Г<800° С формируется темно-серый, гладкий с мелкодисперсными образованиями на поверхности осадок ( 5.4,ж), обнаруживающий слоистую структуру в изломе ( 5,4, з). При повышении концентрации гексафторида молибдена в газовой смеси на поверхности появляются каплевидные образования ( 5.4, «), а в структуре осадка появляется множество пор и темных включений ( 5.4, к).

Увеличение размера зерна с ростом скорости осаждения молибдена наблюдается при повышении температуры до 800°С, а также при изменении состава газовой смеси в области температур 800—1100° С. Наблюдавшиеся случаи снижения размера зерна с увеличением температуры выше 800° С объясняются повышением содержания посторонних примесей за счет коррозии аппаратуры и восстановления примесных элементов на поверхности осаждения (табл. 5.1). В условиях, когда на поверхности сформировавшихся зародышей осаждается трифто-

Регулируя и поддерживая давление в аппарате постоянным на заданном уровне, этим методом можно получать осадки и покрытия с заданной текстурой, так как на характер ее формирования при кристаллизации из газовой фазы в основном влияют два параметра: давление насыщенных паров осаждаемого металла и температура на поверхности осаждения [90]. Модернизированный метод транспортных реакций имеет еще три важных преимущества. Он позволяет: 1) получать осадки и покрытия с высокой скоростью (до 1,0—1,5 мм/ч), так как последняя не снижается в ходе процесса осаждения из-за повышения давления в аппарате; 2) наносить покрытия с заданной толщиной, так как процесс можно вести до тех пор, пока все исходное сырье не окажется на подложке; 3) получать покрытия с высокой адгезией, так как травление поверхности подложки происходит в парах галогенида непосредственно перед нанесением покрытия в том же аппарате.

170° С и на поверхности осаждения 1500—1600° С [42а]. Авторами работ [42 б, в] установлено, что текстура и морфология осадков вольфрама из этой системы, так же как и ее рафинирующие возможности, сильно зависят от возрастания давления