Кристалл яссылыклары һәм кристалл ориентациясе - кристаллографиядә ике төп төшенчә, алар кремний нигезендәге интеграль схема технологиясендәге кристалл структурасы белән тыгыз бәйләнгән.
1. Кристалл ориентациясенең билгеләмәсе һәм үзлекләре
Кристалл юнәлеше кристалл эчендәге билгеле бер юнәлешне күрсәтә, гадәттә кристалл юнәлеше индекслары белән күрсәтелә. Кристалл юнәлеше кристалл структурасындагы теләсә нинди ике челтәр ноктасын тоташтыру юлы белән билгеләнә, һәм ул түбәндәге үзенчәлекләргә ия: һәр кристалл юнәлеше чиксез сандагы челтәр нокталарын үз эченә ала; бер кристалл юнәлеше кристалл юнәлеше гаиләсен тәшкил итүче берничә параллель кристалл юнәлешеннән торырга мөмкин; кристалл юнәлеше гаиләсе кристалл эчендәге барлык челтәр нокталарын үз эченә ала.
Кристалл ориентациясенең әһәмияте кристалл эчендәге атомнарның юнәлешле урнашуын күрсәтүдә. Мәсәлән, [111] кристалл ориентациясе өч координата күчәренең проекция нисбәтләре 1:1:1 булган билгеле бер юнәлешне күрсәтә.
2. Кристалл яссылыкларының билгеләмәсе һәм үзлекләре
Кристалл яссылыгы - кристалл эчендәге атомнар урнашу яссылыгы, ул кристалл яссылыгы индекслары (Миллер индекслары) белән күрсәтелә. Мәсәлән, (111) координата күчәрләрендә кристалл яссылыгы кисешү нокталарының кире кыйммәтләре 1:1:1 нисбәтендә булуын күрсәтә. Кристалл яссылыгы түбәндәге үзлекләргә ия: һәр кристалл яссылыгында чиксез санда решетка нокталары бар; һәр кристалл яссылыгында кристалл яссылыгы гаиләсен тәшкил итүче чиксез санда параллель яссылыклар бар; кристалл яссылыгы гаиләсе бөтен кристаллны каплап ала.
Миллер индексларын билгеләү һәр координата күчәрендә кристалл яссылыгының кисешү нокталарын алуны, аларның кире кыйммәтләрен табуны һәм аларны иң кечкенә бөтен сан нисбәтенә әйләндерүне үз эченә ала. Мәсәлән, (111) кристалл яссылыгының x, y һәм z күчәрләрендә 1:1:1 нисбәтендә кисешү нокталары бар.
3. Кристалл яссылыклары һәм кристалл ориентациясе арасындагы бәйләнеш
Кристалл яссылыклары һәм кристалл ориентациясе - кристаллның геометрик структурасын тасвирлауның ике төрле ысулы. Кристалл ориентациясе атомнарның билгеле бер юнәлеш буенча урнашуын аңлата, ә кристалл яссылыгы атомнарның билгеле бер яссылыкта урнашуын аңлата. Бу икесе билгеле бер туры килүләргә ия, ләкин алар төрле физик төшенчәләрне күрсәтә.
Төп бәйләнеш: Кристалл яссылыгының нормаль векторы (ягъни, шул яссылыкка перпендикуляр вектор) кристалл юнәлешенә туры килә. Мәсәлән, (111) кристалл яссылыгының нормаль векторы [111] кристалл юнәлешенә туры килә, ягъни [111] юнәлеше буенча атом урнашуы шул яссылыкка перпендикуляр.
Ярымүткәргечле процессларда кристалл яссылыкларын сайлау җайланмаларның эшчәнлегенә зур йогынты ясый. Мәсәлән, кремний нигезендәге ярымүткәргечләрдә, еш кулланыла торган кристалл яссылыклары (100) һәм (111) яссылыклары, чөнки алар төрле юнәлешләрдә төрле атом урнашуларына һәм бәйләнеш ысулларына ия. Электроннарның хәрәкәтчәнлеге һәм өслек энергиясе кебек үзлекләр төрле кристалл яссылыкларында төрлечә була, бу ярымүткәргечле җайланмаларның эшчәнлегенә һәм үсеш процессына йогынты ясый.
4. Ярымүткәргечле процессларда гамәли кулланылышлар
Кремний нигезендәге ярымүткәргечләр җитештерүдә кристалл ориентациясе һәм кристалл яссылыклары күп аспектларда кулланыла:
Кристалл үсеше: Ярымүткәргеч кристаллар гадәттә билгеле бер кристалл юнәлешләре буенча үсә. Кремний кристаллары күбесенчә [100] яки [111] юнәлешләре буенча үсә, чөнки бу юнәлешләрдәге тотрыклылык һәм атом тәртибе кристалл үсеше өчен уңай.
Овуляция процессы: Дымлы овуляциядә төрле кристалл яссылыкларының овуляция тизлеге төрлечә була. Мәсәлән, кремнийның (100) һәм (111) яссылыкларындагы овуляция тизлеге төрлечә була, бу анизотроп овуляция эффектына китерә.
Җайланма үзенчәлекләре: MOSFET җайланмаларындагы электроннарның хәрәкәтчәнлегенә кристалл яссылыгы тәэсир итә. Гадәттә, хәрәкәтчәнлек (100) яссылыгында югарырак була, шуңа күрә хәзерге кремний нигезендәге MOSFETлар, нигездә, (100) пластиналар кулланалар.
Кыскасы, кристалл яссылыклары һәм кристалл ориентацияләре кристаллографиядә кристаллларның структурасын тасвирлауның ике төп ысулы булып тора. Кристалл ориентациясе кристалл эчендәге юнәлеш үзенчәлекләрен күрсәтә, ә кристалл яссылыклары кристалл эчендәге билгеле бер яссылыкларны сурәтли. Бу ике төшенчә ярымүткәргеч җитештерүдә тыгыз бәйләнгән. Кристалл яссылыкларын сайлау материалның физик һәм химик үзенчәлекләренә турыдан-туры тәэсир итә, ә кристалл ориентациясе кристалл үсеше һәм эшкәртү техникаларына тәэсир итә. Кристалл яссылыклары һәм ориентацияләр арасындагы бәйләнешне аңлау ярымүткәргеч процессларны оптимальләштерү һәм җайланмаларның эшчәнлеген яхшырту өчен бик мөһим.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 8 октябре