в (домішка заміщення - 2). Останній варіант більш поширений. p align="justify"> Дислокації, тобто зміщення площин решітки, бувають лінійні (крайові) і гвинтові (спіральні). Перші - результат неповного (не по всій глибині) зсуву решітки: з'являється незакінчена напівплощина атомів (малюнок 1.5, а). Другі - результат повного (по всій глибині) зсуву деякої ділянки решітки (рисунок 1.5, б). <В
а - лінійні; б - гвинтові
Малюнок 1.5 - Дислокації в кристалічній решітці
Наявність дислокацій призводить до дефектів ІС. Тому кількість дислокацій на пластині напівпровідника обмежують. p align="justify"> Граничним випадком безладних дислокацій можна вважати полікристал, що складається з безлічі монокристалічних зерен (мікрокристалів) з різною орієнтацією, тісно примикають один до одного. У полікрісталлах відсутня регулярність структури і властива їй анізотропія властивостей. p align="justify"> Тому полікрісталли не стали основою для найбільш відповідальних - активних елементів ІС і грають в мікроелектроніці допоміжну роль.
Крім полікристалічних (зернистих) твердих тіл, існують аморфні, тобто абсолютно однорідні, безструктурні. Через погану відтворюваності і стабільності властивостей аморфні напівпровідники на практиці знаходять лише вузькоспеціальне застосування. p align="justify"> Крім дислокацій, в пластинах напівпровідника мають місце макроскопічні дефекти: мікротріщини, пори (бульбашки) і т.п. Все це - потенційні причини браку в ІС. p align="justify"> Поверхня кристала. У атомів, розташованих на поверхні кристала, частина ковалентних зв'язків неминуче порушується через відсутність В«сусідівВ» по ​​інший бік кордону розділу. Кількість порушених зв'язків залежить від кристалографічної орієнтації поверхні. Наприклад, для кремнію в площині (111) виявляється обірваної одна з чотирьох зв'язків, а в площині (100) - дві (малюнок 1.6).
В
а - у площині (111), б - у площині (100)
Малюнок 1.6 - Порушення ковалентних зв'язків на поверхні кристала
Порушення ковалентних зв'язків тягне за собою порушення енергетичної рівноваги на поверхні. Рівновага відновлюється різними шляхами: може змінитися відстань між атомами в приповерхневому шарі, тобто структура елементарних осередків кристала; може відбутися захоплення - адсорбція - чужорідних атомів з навколишнього середовища, які повністю або частково відновлять обірвані зв'язки; може утворитися хімічна сполука (наприклад, оксид), що не має незаповнених зв'язків на поверхні, і т.п. У будь-якому випадку структура тонкого приповерхневого шару (товщиною декілька нанометрів і менше) відрізняється від структури основного обсягу кристала. p align="justify"> Як наслідок, електрофізичні параметри приповерхневого шару помітно відрізняються від параметрів обсягу, причому цей висновок не залежить від того межує чи кристал з вакуумом, повітряним середовищем або іншим твердим тілом. Тому приповерхневих або граничний шар (часто говорять просто - поверхня або кордон) слід розглядати як особливу область кристала. Ця область відіграє важливу роль у мікроелектроніки, оскільки елементи планарних ІС розташовуються безпосередньо під поверхнею, а розміри робочих областей часто сумірні з товщиною граничних шарів. br/>
1.2 Енергетичні рівні і зони
Кількісний аналіз напівпровідників і напівпровідникових приладів базується на зонної теорії твердого тіла.
Зонна структура. Тверде тіло являє собою безліч атомів, сильно взаємодіючих один з одним завдяки малим міжатомним відстаням. Тому замість сукупності дискретних енергетичних рівнів, властивих окремому атому В»тверде тіло характеризується сукупністю енергетичних зон. p align="justify"> Верхня дозволена зона називається зоною провідності, нижня - валентної зоною. У напівпровідниках і діелектриках вони розділені забороненою зоною. Відмінність діелектриків від напівпровідників складається головним чином в значно більшій ширині забороненої зони. При нульовій абсолютній температурі валентна зона завжди повністю заповнена електронами, тоді як зона провідності або заповнена тільки в нижній частині, або повністю порожня. Перший випадок властивий металам, другий - напівпровідників і діелектриків. p align="justify"> При температурі, відмінної від абсолютного нуля, ситуація дещо змінюється.
Енергетичні діаграми на малюнку 1.7 побудовані для енергії електрона. Коли енергія електрона збільшується, електрон займає більш високе положення в зонної діаграмі. Якщо ж говорити про збільшення енергії дірки, то це буде відповідати, очевидно, просуванню дірки углиб валентної зони. Енергія електрона і дірки вимірюється в електрон-вольтах (еВ). p align="justify"> Ширина заборо...
