Кристалл тегиздиктери жана кристаллдык багыт кремнийге негизделген интегралдык микросхема технологиясындагы кристаллдык түзүлүш менен тыгыз байланышкан кристаллографиядагы эки негизги түшүнүк.
1. Кристалл багытынын аныктамасы жана касиеттери
Кристаллдын багыты кристалл ичиндеги белгилүү бир багытты билдирет, адатта кристалл багытынын индекстери менен көрсөтүлөт. Кристаллдын багыты кристаллдык структуранын ичиндеги каалаган эки торчо чекиттерди бириктирүү менен аныкталат жана ал төмөнкүдөй мүнөздөмөлөргө ээ: ар бир кристаллдык ориентация чексиз сандагы торчо чекиттерди камтыйт; бир кристалл багыты кристаллдык ориентация үй-бүлөсүн түзүүчү бир нече параллелдүү кристалл багыттарынан турушу мүмкүн; кристалл багыты үй-бүлөсү кристалл ичиндеги бардык торчолорду камтыйт.
Кристаллдын ориентациясынын мааниси кристаллдын ичиндеги атомдордун багыттуу жайгашуусун көрсөтүүдө. Мисалы, [111] кристалл багыты үч координат огунун проекциялык катышы 1:1:1 болгон белгилүү бир багытты билдирет.
2. Кристаллдык тегиздиктердин аныктамасы жана касиеттери
Кристаллдык тегиздик - кристаллдык тегиздиктин индекстери (Миллер индекстери) менен берилген кристаллдын ичиндеги атомдордун жайгашуу тегиздиги. Мисалы, (111) кристалл тегиздигинин координата окторундагы кесилиштеринин тескерилери 1:1:1 катышта экенин көрсөтөт. Кристалл тегиздиктин төмөнкү касиеттери бар: ар бир кристаллдык тегиздикте чексиз сандагы торчо чекиттери бар; ар бир кристаллдык тегиздикте кристалл тегиздик үй-бүлөсүн түзгөн чексиз сандагы параллелдүү тегиздиктер бар; кристаллдык учактын үй-бүлөсү бүт кристаллды камтыйт.
Миллердин индекстерин аныктоо ар бир координата огундагы кристалл тегиздигинин кесилиштерин алуу, алардын өз ара тегиздигин табуу жана аларды эң кичине бүтүн санга айлантууну камтыйт. Мисалы, (111) кристаллдык тегиздиктин х, у жана z огунда 1:1:1 катышында кесилиштери бар.
3. Кристаллдык тегиздиктердин жана кристаллдык багыттын ортосундагы байланыш
Кристалл тегиздиктери жана кристалл багыты кристаллдын геометриялык түзүлүшүн сүрөттөөнүн эки башка жолу. Кристалл багыты атомдордун белгилүү бир багыт боюнча жайгашуусун билдирет, ал эми кристаллдык тегиздик атомдордун белгилүү бир тегиздикте жайгашуусун билдирет. Бул экөөнүн белгилүү бир дал келиши бар, бирок алар ар кандай физикалык түшүнүктөрдү билдирет.
Негизги байланыш: Кристаллдык тегиздиктин нормалдуу вектору (б.а. ошол тегиздикке перпендикуляр вектор) кристаллдык ориентацияга туура келет. Мисалы, (111) кристалл тегиздигинин нормал вектору [111] кристаллдык ориентацияга туура келет, бул [111] багыт боюнча атомдук жайгашуу ошол тегиздикке перпендикуляр дегенди билдирет.
Жарым өткөргүч процесстеринде кристаллдык тегиздикти тандоо аппараттын иштешине чоң таасирин тийгизет. Мисалы, кремний негизиндеги жарым өткөргүчтөрдө көбүнчө колдонулган кристаллдык тегиздиктер (100) жана (111) тегиздик болуп саналат, анткени алардын атомдук түзүлүштөрү жана ар кандай багыттагы байланыш ыкмалары бар. Электрондун мобилдүүлүгү жана беттик энергия сыяктуу касиеттери жарым өткөргүч түзүлүштөрдүн иштешине жана өсүү процессине таасир этүүчү ар кандай кристаллдык тегиздикте өзгөрүп турат.
4. Жарым өткөргүч процесстериндеги практикалык колдонмолор
Кремнийге негизделген жарым өткөргүч өндүрүшүндө кристаллдык багыт жана кристаллдык тегиздик көптөгөн аспектилерде колдонулат:
Кристаллдын өсүшү: жарым өткөргүч кристаллдары, адатта, белгилүү бир кристалл багыттары боюнча өстүрүлөт. Кремний кристаллдары көбүнчө [100] же [111] багыттары боюнча өсөт, анткени бул ориентациялардагы туруктуулук жана атомдук түзүлүш кристаллдын өсүшү үчүн ыңгайлуу.
Эттинг процесси: нымдуу оюпта, ар кандай кристаллдык тегиздиктердин ар кандай оюу ылдамдыгы бар. Мисалы, кремнийдин (100) жана (111) тегиздиктериндеги оюу ылдамдыгы айырмаланып, анизотроптук оюу эффекттерине алып келет.
Түзмөктүн мүнөздөмөлөрү: MOSFET аппараттарындагы электрондук мобилдүүлүккө кристаллдык тегиздик таасир этет. Эреже катары, мобилдүүлүк (100) тегиздикте жогору, ошондуктан заманбап кремнийге негизделген MOSFETтер көбүнчө (100) пластиналарды колдонушат.
Кыскача айтканда, кристаллдык тегиздиктер жана кристаллдык багыттар кристаллографияда кристаллдардын түзүлүшүн сүрөттөөнүн эки негизги жолу. Кристаллдын багыты кристаллдын ичиндеги багыттык касиеттерди билдирет, ал эми кристаллдык тегиздиктер кристаллдын ичиндеги конкреттүү тегиздиктерди сүрөттөйт. Бул эки түшүнүк жарым өткөргүч өндүрүшүндө тыгыз байланышта. Кристаллдык тегиздикти тандоо материалдын физикалык жана химиялык касиеттерине түздөн-түз таасир этет, ал эми кристалл багыты кристаллдын өсүшүнө жана иштетүү ыкмаларына таасир этет. Кристаллдык тегиздиктердин жана багыттардын ортосундагы байланышты түшүнүү жарым өткөргүч процесстерин оптималдаштыруу жана аппараттын иштешин жакшыртуу үчүн өтө маанилүү.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 8-октябрына чейин