Термическая обработка

Под действием высокой температуры возникает термическая ионизация воздуха, благодаря которой поддерживается возникший дуговой разряд. При этом температура дуги достигает такой величины, что контакты аппаратов обгорают, а нередко и расплавляются так, что могут оказаться сваренными после застывания расплавленного металла.

Ионизационные ме.тоды основаны на ионизации анализируемого вещества и измерении ионного тока, пропорционального концентрации определяемого компонента. Ионизация вещества является результатом воздействия на него электрических и магнитных полей или потоков радиоактивного и рентгеновского излучений. Используется также термическая ионизация молекул газа и пламени водорода. Ионизационные методы широко применяются в вакуумметрах, масс-спектрометрах, ионизационных газоанализаторах и в иони-зационно-пламенных анализаторах.

Различают четыре вида ионизации: ударная ионизация, автоэлектронная эмиссия, термическая ионизация и термоэлектронная эмиссия.

Термическая ионизация — это процесс образования ионов под действием высокой температуры. На 7-4 приведены кривые зависимости удельной ионизации (т. е. отношения числа ионизированных частиц «и в объеме к полному числу ионизированных и нейтральных частиц п2=«и+«н в том же объеме) воздуха и паров меди от температуры при атмосферном давлении. Как

видно, наличие паров металлов в дуговом промежутке (а это имеет место в выключателях) существенно снижает температуру, при которой начинается термическая ионизация; если ионизация воздуха начинается при температуре примерно 8000 К, то ионизация паров меди — при температуре примерно 4000 К-

Гашение дуги в наиболее распространенных воздушных и масляных выключателях осуществляется с помощью воздуха или газа под давлением. При этом основным видом ионизации в дуговом столбе является термическая ионизация.

Ионизационные методы основаны на ионизации анализируемого вещества и измерении ионного тока, пропорционального концентрации определяемого компонента. Ионизация вещества является результатом воздействия на него электрических и магнитных полей или потоков радиоактивного и рентгеновского излучений. Используется также термическая ионизация молекул газа и пламени водорода. Ионизационные методы широко применяются в вакуумметрах, масс-спектрометрах, ионизационных газоанализаторах и в иони-зационно-пламенных анализаторах.

Для дугового разряда при нормальном давлении важную роль играет термическая ионизация газа. С повышением температуры газа увеличивается средняя кинетическая энергия его частиц и усиливается процесс ионизации. Характер зависимости степени ионизации газов от температуры показан на 5.3, где приведены две кривые для степени ионизации газов с потенциалами ионизации 7,5 и 15 В. Потенциалом ионизации около 7,5 В обладают пары марганца, магния, железа и крем-

Термическая ионизация. Происходит при столкновении двух нейтральных частиц, движущихся с достаточными для ионизации скоростями. При этом необходимая скорость движения нейтральной частицы приобретается за счет нагрев;-; газа. Согласно кинетической теории газов, связь между температурой 7" и скоростью движения частицы v определяется соотношением (mi»2/2) = =ЗЛ'в Т/2, где т — масса частицы; Т — абсолютная температура.

случае в разогретой части канала стримера начинается термическая ионизация; плотность заряженных частиц в ней быстро увеличивается, поддерживая непрерывный поток электронов. Смещение электронов в сторону анода приводит к образованию у границы термоионизованной области избыточного положительного заряда и, следовательно, к росту напряженности поля до тех пор, пока не начинается развитие от границы термоионизованной области нового стримера. Процесс развития искрового канала продолжается таким образом до тех пор, пока последовательно развивающиеся стримеры не достигают второго электрода, после чего устанавливается сквозной поток электронов через разрядный промежуток.

жениях начинается коронный разряд вблизи электродов. При дальнейшем повышении напряжения начинается развитие стримеров, как и в чисто газовых промежутках. Канал стримера отделен от поверхности твердого диэлектрика слоем газа, так как вливающиеся в стример лавины электронов образуются вследствие фотоионизации молекул газа и развиваются в нем. Однако из-за крайне неравномерного распределения напряженности поля в рассматриваемом случае, разогрев канала стримера, при котором начинается термическая ионизация, происходит при очень малой длине стримера. Так, в воздухе с относительной плотностью 6 = 1 и толщиной твердого диэлектрика в несколько миллиметров при длине стримеров 5 — 10 см образуется лидерный канал. Характерно, что такие явления развиваются при быстроменяющемся напряжении (переменное напряжение, импульсы с большой крутизной). При медленном нарастании напряжения на поверхности твердого диэлектрика оседает объемный заряд, образующийся в результате развития стримера. Этот заряд на поверхности твердого диэлектрика ослабляет поле вблизи электродов, что приводит к затуханию разряда.

Удельное электрическое сопротивление у высоконикелевых пермаллоев приблизительно в два раза меньше, чем у низконикелевых. Поэтому в переменных магнитных полях, особенно при повышенных частотах, предпочтительнее использовать низконикелевые пермаллои. Термическая обработка высоконикелевых пермаллоев сложнее обработки низконикелевых. Кроме того, высоконикелевые пермаллои дороже из-за большого содержания никеля; механические напряжения, чистота и состав сплава значительно сильнее влияют на магнитные свойства высоконикелевых пермаллоев.

К факторам, от которых зависит упругое последействие, относятся: 1) материал упругих элементов (упругое последействие обратно пропорционально электропроводности); 2) условия обработки материала — число переходов операции волочения, применение промежуточного нагрева и способ вальцевания проволоки в ленту; 3) термическая обработка; 4) форма и размеры упругих элементов (они должны быть сконструированы так, чтобы при закручивании напряжения не превышали предела упругости); 5) способ монтажа упругого элемента — пайкой или зажимом, возможные деформации при монтаже; 6) температура в процессе эксплуатации.

по характеру выполняемых процессов — на подготовительные: механическая обработка, эпитаксиальное наращивание слоя полупроводника на подложку; основные: фотолитография, химическая обработка, термическая обработка; заключительные: сборочные; сквозные: операции контроля.

Термическая обработка

В полупроводниковых микросхемах широко применяются пленки поликристаллического кремния, легированные донорами или акцепторами, нанесенные на поверхность кремниевой пластины, покрытой диоксидом кремния. Такие пленки формируются обычно химическим осаждением из газовой фазы. В отличие от монокристаллического кремния в поликристаллических пленках малы подвижность электронов и дырок и время жизни неосновных носителей. Это объясняется наличием большого числа дефектов структуры, являющихся центрами рассеяния и рекомбинации. Поэтому параметры транзисторов, сформированных в поликристаллической пленке, значительно хуже, чем в монокристалле. Термическая обработка (отжиг) позволяет значительно повысить подвижность носителей заряда в пленке, что делает возможным создание в ней полевых (в частности, МДП) транзисторов с удовлетворительными параметрами.

120. Совмещены проволочные и навесные элементы. 121. Миниатюрность только одна из особенностей микросхем. 122. Трансформатор—'пассивный элемент микросхем. 123. Найдите более полный ответ. 124. Эти элементы целесообразно делать пленочными. 125. Применяют и другие контакты. 126. Применяют также диэлектрические и проводящие пленки. 127. Это не единственный материал для подложек. 128. Правильно, кроме обеспечения электрических свойств необходима адгезия. 129. Термическая обработка обеспечивает только прочность пленки. 130. Укажите еще ряд материалов, применяемых для этой цели. 131. Этот метод находит применение в тонкопленочной технологии. 132. Для этой цели можно применять более простую технологию. 133. Правильно, отсюда и название метода. 134. Этот метод применяют для нанесения любого фоторезиста. 135. После облучения растворяются только отдельные участки фоторезиста. 136. Правильно, эти элементы обеспечивают надежный контакт. 137. Правильно, биполярные транзисторы проще. 138. Это только одна из функций окисной пленки. 139. Ошибка в вычислениях. 140. Вы ступали определение эпитаксии с методами ее получения. 141. Можно, если использовать соответсвующие примеси. 142. Правильно. 143. Этим способом наносят пленку диоксида кремния. 144. Необлученный фоторезист защищал от растворения пленку двуокиси кремния. 145. Диоды и транзисторы — активные элементы на р-п-переходах. 146. p-n-переходы формируют повторной диффузией примесей. 147. Пайку и термокомпрессию при-

2) термическая обработка тугоплавких металлов и сплавов;

3) получение Монокристаллов и их термическая обработка;

13. Головин Г. Ф., Замятин М. М. Высокочастотная термическая обработка.—2-е изд.— Л.: Машиностроение, 1968.—227 с.

Тип Код покрытия Термическая обработка

Термическая обработка