ку, розрізняють: атомні, іонні, металеві та молекулярні решітки.
Атомні - у вузлах нейтральні атоми пов'язані ковалентним зв'язком.
Іонні - в них чергуються позитивні і негативні іони (іонний зв'язок).
Металеві - у вузлах позитивні іони, в проміжках - вільні електрони.
Молекулярні - у вузлах молекули, а зв'язок - ковалентний і іонна.
4. Дефекти кристала
Кристалічні грати. Напівпровідники, як правило, - тверді тіла з регулярною кристалічною структурою - монокристали. Їх кристалічна решітка складається з безлічі повторюваних і примикають один до одного елементарних осередків тієї чи іншої форми і розміру. У разі найпростішої кубічної решітки (Ge, NaCl та ін) ребро елементарної комірки - куба - є постійна решітки а (0, 4-0,6 нм). Кубічна решітка типу алмазу (Si, Ge) складається з тетраедрів (малюнок 1.2); відстань між суміжними атомами близько 0,25 нм.
В
Малюнок 1.2 - Структура кристалічної решітки типу алмазу
Зв'язок атомів у кристалічній решітці кремнію і ряду інших напівпровідників обумовлена ​​специфічними обмінними силами, що виникають в результаті по парного об'єднання валентних електронів у суміжних атомів. Такий зв'язок (при якій кожен з атомів залишається нейтральним) називається ковалентним або просто валентної. Регулярність (періодичність) структури кристала призводить до залежності його властивостей від напрямку в кристалічній решітці - до анізотропії. Оцінювати напрямок, тобто В«ОрієнтуватисяВ» в кристалічній решітці прийнято за допомогою кристалографічних площин. Ці площини позначають тризначними індексами Міллера. Для позначення індекси Міллера укладають в круглі дужки: (111), (100) і т.п.
Походження індексів Міллера показано на малюнку 1.3, а стосовно до найпростішої кубічної решітці. Відрізки, що відсікаються даної площиною на осях координат, вимірюють в одиницях постійної решітки: х = la, у = ma, z = na, де l, m, n - цілі числа. Потім зворотні величини l -1 , m -1 , n -1 призводять до загального найменшому знаменника, і знаменник відкидають; тоді числители утворюють індекси Міллера для даної площині .
Зауважимо, що кожній кристалографічної площині властива своя щільність атомів на одиницю площі. Наприклад, якщо В«подивитисяВ» на кристал з кубічної гратами перпендикулярно площинам (100), (110) і (111), то розташування атомів в полі зору буде таким, як показано на малюнку 1.3, б (для ясності вузлові атоми пронумеровані). Найбільша щільність атомів відповідає площині (111), найменша - площині (100). У кремнію площину (111) є площиною спайності: по ній, як правило, поширюються тріщини, і відбувається розколювання кристала. br/>В
а - походження індексів Міллера;
б - розташування атомів в кристалографічних площинах
Малюнок 1.3 - Кристалографічні площині
Для різних кристалографічних площин виявляються різними багато властивостей і параметри кристала: оптичні властивості, швидкість травлення та ін Тому пластини для виготовлення ІС шліфують точно за заздалегідь заданою кристалографічної площині.
Спотворення кристалічної решітки. Структура кристала ніколи не буває, ідеальна - ні в обсязі, ні тим більше на поверхні. Завжди є дефекти решітки та дислокації.
Дефекти решітки можуть мати вигляд порожнього вузла (дефект по Шоттки) або сукупності порожнього вузла і міжвузольні атома (дефект по Френкелю). Це - дефекти точкового типу (малюнок 1.4, а, б). br/>В
а - дефект по Шоттки;
б - дефект по Френкелю;
в - домішкові дефекти
Малюнок 1.4 - Точкові дефекти кристалічної решітки
Будь реальний напівпровідник містить домішки - або паразитні, від яких не вдається позбутися при очищенні, або корисні, які вводяться спеціально для отримання потрібних властивостей кристала. Кожен домішковий (тобто чужорідний) атом рівносильний точкового дефекту решітки. Домішкові атоми (малюнок 1.4, в) можуть розташовуватися або в міжвузля решітки (домішка впровадження - 1), або в самих вузлах - замість основних атомі...
