Дослідження електрофізичних властивостей легованого кремнію після повного циклу нагрів-охолодження

 

У роботі проведені вимірювання часу життя неосновних носіїв заряду, питомого електроопору і типу провідності на зразках монокристалічного напівпровідникового кремнію, легованого різними елементами.

 

Таблиця 2.4 - Електрофізичні властивості легованого напівпровідникового кремнію

Образець	Тип провідності	Питомий електроопір, r, Ом*см	Час життя неосновних носіїв заряду, tННЗ, мкс
Si	p	80-100	574
Si-B	p	190-270	18.4
Si-Sn	n	3.4-3.8	174
Si-Ge	n	12.1-12.5	131
Si-Hf	p	180-192	148
Si-Zr	n	308-324	228
Si-B-Sn	p	(886-975)*10^-6	1-4
Si-B-Mo	p	(40-44)´10^-5	5

Аналіз показує, що високі показники електрофізичних властивостей забезпечуються в нелегованому кремнії, а також, в кремнії, легованому цирконієм - елементом, що підвищує енергію взаємодії атомів кремнію. Порівняльний аналіз підтверджує пряму залежність мікроструктури зразків і електрофізичних властивостей. Наявність двійників, границь двійникування, областей дисперсних виділень другої фази знижує на кілька порядків комплекс електрофізичних властивостей у порівняно з нелегованої кремнієм. У той час, як наявність тільки дислокацій в мікроструктурі зразків кремнію, легованих гафнієм і цирконієм, забезпечує найбільш високий комплекс електрофізичних властивостей, порівняно з іншими дослідженими зразками легованого кремнію.

Отже, у відповідності до графіку залежності енергії зв'язку і зарядової щільності кремнію при легуванні вивчені в даній роботі елементи можна розділити на три групи: перша - Мо, Hf, Zr - елементи, що підсилюють енергію взаємодії атомів кремнію; друга - Sn, Ge - елементи, що слабо впливають на енергію взаємодії атомів в гратці кремнію; третя - B, Al, Cu - елементи, що сильно знижують енергію взаємодії в гратці кремнію.

Вивчена дислокаційна мікроструктура Cz-Si, легованого досліджуваними елементами. Показано, що легування гафнієм і цирконієм призводить до утворення поодиноких дислокацій і їх ланцюжків, орієнтованих уздовж певних кристалографічних напрямів.

Вивчена мікротвердість Cz-Si при введенні легуючих елементів у вихідному стані і після нагріву-охолодження в інтервалі 20°-1000°-20 °С. Показано, що легування алюмінієм і оловом практично не змінює середню мікротвердість Cz-Si. А такі елементи, як B, Cu, Ge, Zr, Hf, B-Sn, B-Мо підвищують її до значень 7000-7500 МПа.

Показано, що найкращі електрофізичні властивості має кремній, легований гафнієм та цирконієм.

Економічна частина

 

Кремній широко поширений в природі і є напівпровідниковим матеріалом. Особливо широке застосування отримав полікристалічний матеріал - карбід кремнію. З карбіду кремнію виготовляють вентильні розрядники для ліній електропередачі - пристрої, що захищають лінію електропередачі від перенапруг. Карбід кремнію знаходить ще застосування в напівпровідникових випрямлячах, що працюють при великих робочих температурах (до 500 ° С). Отримують його штучно - шляхом теплової обробки суміші кварцового піску з вугіллям при високій температурі (2000 ° С).

Метою роботи було вивчення структури та властивостей легованого кремнію у вихідному стані та після повного циклу нагрів-охолодження.

Вивчена дислокаційна мікроструктура Cz-Si, легованого досліджуваними елементами. Показано, що легування гафнієм і цирконієм призводить до утворення поодиноких дислокацій і їх ланцюжків, орієнтованих уздовж певних кристалографічних напрямів.Вивчена мікротвердість Cz-Si при введенні легуючих елементів у вихідному стані і після нагріву-охолодження в інтервалі 20°-1000°-20 °С. Показано, що легування алюмінієм і оловом практично не змінює середню мікротвердість Cz-Si, останні елементи (B, Cu, Ge, Zr, Hf, B-Sn, B-Мо) підвищують її до значень 7000-7500 МПа.

У даному розділі дипломної роботи складено кошторис витрат за економічними елементами:

    матеріальні витрати;

    амортизація основних засобів;

    витрати на оплату праці;

    нарахування на заробітну плату;

    накладні витрати.