Плоскасці крышталя і арыентацыя крышталя - гэта дзве асноўныя канцэпцыі ў крышталаграфіі, цесна звязаныя з крышталічнай структурай у тэхналогіі інтэгральных схем на аснове крэмнія.
1.Азначэнне і ўласцівасці арыентацыі крышталя
Арыентацыя крышталя ўяўляе пэўны кірунак у крышталі, звычайна выражаны індэксамі арыентацыі крышталя. Арыентацыя крышталя вызначаецца злучэннем любых двух кропак рашоткі ўнутры крышталічнай структуры і мае наступныя характарыстыкі: кожная арыентацыя крышталя змяшчае бясконцую колькасць кропак рашоткі; адзінкавая арыентацыя крышталя можа складацца з некалькіх паралельных арыентацый крышталяў, якія ўтвараюць сямейства арыентацый крышталяў; сямейства арыентацыі крышталя ахоплівае ўсе кропкі рашоткі ўнутры крышталя.
Значэнне арыентацыі крышталя заключаецца ва ўказанні накіраванага размяшчэння атамаў у крышталі. Напрыклад, [111] арыентацыя крышталя ўяўляе пэўны кірунак, дзе суадносіны праекцый трох каардынатных восяў складаюць 1:1:1.
2. Азначэнне і ўласцівасці крышталічных плоскасцей
Плоскасць крышталя — плоскасць размяшчэння атамаў у крышталі, прадстаўленая індэксамі крышталічнай плоскасці (індэксамі Мілера). Напрыклад, (111) паказвае, што зваротныя велічыні перасячэнняў крышталічнай плоскасці на восях каардынат знаходзяцца ў суадносінах 1:1:1. Крышталічная плоскасць валодае наступнымі ўласцівасцямі: кожная крышталічная плоскасць змяшчае бясконцую колькасць пунктаў рашоткі; кожная крышталічная плоскасць мае бясконцую колькасць паралельных плоскасцей, якія ўтвараюць сямейства крышталічных плоскасцей; сямейства крышталічных плоскасцей ахоплівае ўвесь крышталь.
Вызначэнне індэксаў Мілера ўключае ў сябе перасячэнні крышталічнай плоскасці на кожнай восі каардынат, знаходжанне іх зваротных велічынь і пераўтварэнне іх у найменшае цэлае стаўленне. Напрыклад, плоскасць крышталя (111) мае перасячэнні па восях x, y і z у суадносінах 1:1:1.
3. Адносіны паміж плоскасцямі крышталя і арыентацыяй крышталя
Плоскасці крышталя і арыентацыя крышталя - гэта два розныя спосабы апісання геаметрычнай структуры крышталя. Арыентацыя крышталя адносіцца да размяшчэння атамаў уздоўж пэўнага кірунку, у той час як плоскасць крышталя адносіцца да размяшчэння атамаў на пэўнай плоскасці. Гэтыя два маюць пэўную адпаведнасць, але яны прадстаўляюць розныя фізічныя паняцці.
Асноўная сувязь: нармальны вектар крышталічнай плоскасці (г.зн. вектар, перпендыкулярны гэтай плоскасці) адпавядае арыентацыі крышталя. Напрыклад, нармальны вектар плоскасці крышталя (111) адпавядае арыентацыі крышталя [111], што азначае, што размяшчэнне атамаў уздоўж напрамку [111] перпендыкулярна гэтай плоскасці.
У паўправадніковых працэсах выбар плоскасцей крышталя значна ўплывае на прадукцыйнасць прылады. Напрыклад, у паўправадніках на аснове крэмнію часта выкарыстоўваюцца плоскасці крышталяў (100) і (111), таму што яны маюць рознае размяшчэнне атамаў і спосабы злучэння ў розных напрамках. Такія ўласцівасці, як рухомасць электронаў і павярхоўная энергія, адрозніваюцца на розных плоскасцях крышталя, уплываючы на прадукцыйнасць і працэс росту паўправадніковых прыбораў.
4. Практычнае прымяненне ў паўправадніковых працэсах
У вытворчасці паўправаднікоў на аснове крэмнію арыентацыя крышталяў і плоскасці крышталяў прымяняюцца ў многіх аспектах:
Рост крышталяў: Паўправадніковыя крышталі звычайна вырошчваюць уздоўж пэўнай арыентацыі крышталяў. Крышталі крэмнію часцей за ўсё растуць уздоўж [100] або [111] арыентацый, таму што стабільнасць і размяшчэнне атамаў у гэтых арыентацыях спрыяльныя для росту крышталяў.
Працэс тручэння: Пры мокрым тручэнні розныя плоскасці крышталяў маюць розную хуткасць тручэння. Напрыклад, хуткасці тручэння на плоскасцях (100) і (111) крэмнію адрозніваюцца, што прыводзіць да анізатропнага эфекту тручэння.
Характарыстыкі прылады: рухомасць электронаў у прыладах MOSFET залежыць ад плоскасці крышталя. Як правіла, рухомасць вышэй на плоскасці (100), таму сучасныя МАП-транзістары на аснове крэмнія пераважна выкарыстоўваюць пласціны (100).
Падводзячы вынік, крышталёвыя плоскасці і арыентацыі крышталяў - гэта два асноўныя спосабы апісання структуры крышталяў у крышталаграфіі. Арыентацыя крышталя адлюстроўвае ўласцівасці накіраванасці ўнутры крышталя, у той час як крыштальныя плоскасці апісваюць пэўныя плоскасці ўнутры крышталя. Гэтыя два паняцці цесна звязаны ў вытворчасці паўправаднікоў. Выбар плоскасцей крышталя непасрэдна ўплывае на фізічныя і хімічныя ўласцівасці матэрыялу, у той час як арыентацыя крышталя ўплывае на рост крышталя і метады апрацоўкі. Разуменне ўзаемасувязі паміж плоскасцямі крышталя і арыентацыяй мае вырашальнае значэнне для аптымізацыі паўправадніковых працэсаў і павышэння прадукцыйнасці прылады.
Час публікацыі: 8 кастрычніка 2024 г