Kristalflakken en kristaloriïntaasje binne twa kearnbegripen yn kristallografy, nau besibbe oan de kristalstruktuer yn silisium-basearre yntegreare sirkwytechnology.
1. Definysje en eigenskippen fan kristaloriïntaasje
Kristaloriïntaasje fertsjintwurdiget in spesifike rjochting binnen in kristal, typysk útdrukt troch kristaloriïntaasje-yndeksen. Kristaloriïntaasje wurdt definiearre troch it ferbinen fan twa roasterpunten binnen de kristalstruktuer, en it hat de folgjende skaaimerken: elke kristaloriïntaasje befettet in ûneinich oantal roasterpunten; in inkele kristaloriïntaasje kin bestean út meardere parallelle kristaloriïntaasjes dy't in kristaloriïntaasjefamylje foarmje; de kristaloriïntaasjefamylje beslacht alle roasterpunten binnen it kristal.
De betsjutting fan kristaloriïntaasje leit yn it oanjaan fan 'e rjochtingsrangskikking fan atomen binnen it kristal. Bygelyks, de [111] kristaloriïntaasje fertsjintwurdiget in spesifike rjochting wêrby't de projeksjeferhâldingen fan 'e trije koördinaatassen 1:1:1 binne.
2. Definysje en eigenskippen fan kristalflakken
In kristalflak is in flak fan atoomrangskikking binnen in kristal, fertsjintwurdige troch kristalflak-yndeksen (Miller-yndeksen). Bygelyks, (111) jout oan dat de resiproke wearden fan 'e snijpunten fan it kristalflak op 'e koördinaatassen yn 'e ferhâlding 1:1:1 binne. It kristalflak hat de folgjende eigenskippen: elk kristalflak befettet in ûneinich oantal roasterpunten; elk kristalflak hat in ûneinich oantal parallelle flak dy't in kristalflakfamylje foarmje; de kristalflakfamylje beslacht it heule kristal.
De bepaling fan Miller-yndeksen omfettet it nimmen fan 'e yntersepsjes fan it kristalflak op elke koördinaatas, it finen fan har resiprekte, en it omsette dêrfan yn 'e lytste hiele ferhâlding. Bygelyks, it (111) kristalflak hat yntersepsjes op 'e x-, y- en z-assen yn 'e ferhâlding fan 1:1:1.
3. De relaasje tusken kristalflakken en kristaloriïntaasje
Kristalflakken en kristaloriïntaasje binne twa ferskillende manieren om de geometryske struktuer fan in kristal te beskriuwen. Kristaloriïntaasje ferwiist nei de rangskikking fan atomen lâns in spesifike rjochting, wylst in kristalflak ferwiist nei de rangskikking fan atomen op in spesifyk flak. Dizze twa hawwe in bepaalde oerienkomst, mar se fertsjintwurdigje ferskillende fysike konsepten.
Wichtige relaasje: De normale fektor fan in kristalflak (d.w.s. de fektor dy't loodrecht op dat flak stiet) komt oerien mei in kristaloriïntaasje. Bygelyks, de normale fektor fan it (111) kristalflak komt oerien mei de [111] kristaloriïntaasje, wat betsjut dat de atoomrangskikking lâns de [111] rjochting loodrecht op dat flak stiet.
Yn healgeliederprosessen beynfloedet de seleksje fan kristalflakken de prestaasjes fan apparaten sterk. Bygelyks, yn healgelieders op basis fan silisium binne de meast brûkte kristalflakken de (100) en (111) flak, om't se ferskillende atomêre rangskikkingen en bindingsmetoaden yn ferskate rjochtingen hawwe. Eigenskippen lykas elektronmobiliteit en oerflakenerzjy fariearje op ferskate kristalflakken, wat ynfloed hat op 'e prestaasjes en it groeiproses fan healgeliederapparaten.
4. Praktyske tapassingen yn healgeleiderprosessen
Yn 'e produksje fan healgeleiders op basis fan silisium wurde kristaloriïntaasje en kristalflakken yn in protte aspekten tapast:
Kristalgroei: Healgeliederkristallen wurde typysk groeid lâns spesifike kristaloriïntaasjes. Silisiumkristallen groeie meast lâns de [100]- of [111]-oriïntaasjes, om't de stabiliteit en atomêre rangskikking yn dizze oriïntaasjes geunstich binne foar kristalgroei.
Etsproses: By wiet etsen hawwe ferskillende kristalflakken ferskillende etsnelheden. Bygelyks, de etsnelheden op 'e (100) en (111) flak fan silisium ferskille, wat resulteart yn anisotropyske etseffekten.
Apparaatkarakteristiken: De elektronmobiliteit yn MOSFET-apparaten wurdt beynfloede troch it kristalflak. Typysk is de mobiliteit heger op it (100) flak, dêrom brûke moderne MOSFET's op silisiumbasis foaral (100) wafers.
Gearfetsjend binne kristalflakken en kristaloriïntaasjes twa fûnemintele manieren om de struktuer fan kristallen yn kristallografy te beskriuwen. Kristaloriïntaasje fertsjintwurdiget de rjochtingseigenskippen binnen in kristal, wylst kristalflakken spesifike flakken binnen it kristal beskriuwe. Dizze twa konsepten binne nau besibbe yn 'e produksje fan healgeleiders. De seleksje fan kristalflakken hat direkt ynfloed op 'e fysike en gemyske eigenskippen fan it materiaal, wylst kristaloriïntaasje ynfloed hat op kristalgroei en ferwurkingstechniken. It begripen fan 'e relaasje tusken kristalflakken en oriïntaasjes is krúsjaal foar it optimalisearjen fan healgeleiderprosessen en it ferbetterjen fan apparaatprestaasjes.
Pleatsingstiid: 8 oktober 2024