Физико-химические основы технологи полупроводниковых материалов

Учебник. — М.: Металлургия, 1982. — 352 с.Изложены основы термодинамики необратимых процессов и общие закономерности кинетики гомогенных и гетерогенных процессов, в которых наиболее существенное значение имеют процессы тепло- и массопереноса в неподвижной и движущейся средах. Рассмотрены процессы получения монокристаллов и эпитаксиальных слоев полупроводниковых материалов, а также процессы зародышеобразования, роста кристаллов и причины возникновения дефектов структуры. Даны алгоритмы и блок схемы для решения задач. Для научных работников, инженеров и студентов, занимающихся получением монокристаллов и эпитаксиальных слоев полупроводниковых материалов. Предисловие.**Общие закономерности процессов получения полупроводниковых материалов****__Термодинамика фазовых равновесий__**Основные термодинамические соотношения для растворов.Концентрационная и температурная зависимости коэффициента активности.Равновесие жидкость-твердое.Равновесие жидкость-пар.Равновесия твердое-пар и жидкость-твердое-пар.Явления на границе раздела фаз.**__Термодинамика необратимых процессов__**Основные положения термодинамики необратимых процессов.Приложение основных положений термодинамики необратимых процессов к процессам тепло- и массообмена.Поток теплоты и массы в разбавленных растворах и бинарной смеси идеальных газов.**__Массо- и теплообмен в неподвижной среде__**Дифференциальные уравнения нестационарных процессов массо- и теплообмена в неподвижной среде.Применение теории подобия и моделирования для решения дифференциальных уравнений теплообмена в неподвижной среде.Теплопередача в стационарных условиях. Использование ЭВМ для решения задач.**__Конвективный тепло- и массообмен. Кинетика гетерогенных процессов__**Дифференциальные уравнения движения среды. Критерии подобия.Режимы движения среды. Распределение скорости в сечении трубы при ламинарном и турбулентном движении.Особенности движения разреженных газов.Дифференциальные и критериальные уравнения конвективного массо- и теплообмена.Явления на границе раздела фаз в процессах конвективного тепло- и массообмена. Динамический, диффузионный и тепловой пограничные слои.Кинетика гетерогенных процессов.**__Основы атомно-молекулярных процессов кристаллизации__**Основные модели роста кристаллов.Атомная структура кристаллической поверхности.Начальные стадии формирования кристалла.Кинетика роста кристалла.**__Передача теплоты излучением__**Основные закономерности теплообмена излучением.Теплообмен излучением между двумя поверхностями в замкнутом пространстве.Тепловые потери при наличии экранной изоляции. Алгоритм расчета на ЭВМ.**Процессы получения полупроводниковых материалов__Процессы получении пленок, эпитаксиальных слоев и монокристаллов дистилляцией и сублимацией__**Примеры использования процессов дистилляции и сублимации.Основные закономерности процессов дистилляции и сублимации.Кинетика процессов дистилляции и сублимации.Молекулярная дистилляция и сублимация.Кинетические особенности получения монокристаллов и эпитаксиальных слоев. разлагающихся полупроводниковых соединений дистилляцией и сублимацией.**__Процессы ректификации и абсорбции__**Принцип действия и рабочие линии ректификационных колонн.Кинетика массообмена в ректификационных колоннах различного типа.Расчет процесса ректификации.Ректификация многокомпонентных систем и ее расчет.Рабочая линия и расчет процесса абсорбции.**__Процессы получения эпитаксиальных слоев и высокочистых элементов водородным восстановлением__**Основные типы процессов водородного восстановления. Термодинамика процесса водородного восстановления при одновременном протекании нескольких реакций.Кинетика процесса водородного восстановления. Лимитирующие стадии процесса. Легирование при получении эпитаксиальных слоев и полупроводниковых кристаллов водородным восстановлением из галогенидов.**__Процессы получения эпитаксиальных слоев и монокристаллов методом химических транспортных реакций__**Некоторые примеры использования химических транспортных реакций для получения. эпитаксиальных слоев. Термодинамическое обоснование возможности химического транспорта и очистки в процессе переноса.Термодинамика процесса химического транспорта в сложных системах.Кинетика процесса химического транспорта.**__Процессы кристаллизации из расплавов__**Основные методы кристаллизации из расплавов. Уравнения материального баланса компонентов и баланса объемов.Распределение примеси в кристаллах, полученных методами нормальной направленной кристаллизации, Чохральского и зонной перекристаллизации.Влияние диффузии в жидкой фазе на распределение примеси.Движение расплава и эффективный коэффициент распределения примеси.Влияние взаимодействия с паровой фазой на распределение примеси в кристалле.Получение монокристаллов с равномерным распределением легирующей примеси по длине программированием параметров процесса.Получение методом Чохральского монокристаллов с равномерным распределением примеси по длине при подпитке расплавом.Тепловые процессы при росте монокристаллов.**__Процессы кристаллизации из растворов-расплавов__**Разновидности методов жидкофазной эпитаксии к получения монокристаллов из растворов-расплавов.Кинетика кристаллизации при молекулярной диффузии в растворе-расплаве.**Рекомендательный библиографический список** Учебник. — М.: Металлургия, 1982. — 352 с. Изложены основы термодинамики необратимых процессов и общие закономерности кинетики гомогенных и гетерогенных процессов, в которых наиболее существенное значение имеют процессы тепло- и массопереноса в неподвижной и движущейся средах. Рассмотрены процессы получения монокристаллов и эпитаксиальных слоев полупроводниковых материалов, а также процессы зародышеобразования, роста кристаллов и причины возникновения дефектов структуры. Даны алгоритмы и блок схемы для решения задач. Для научных работников, инженеров и студентов, занимающихся получением монокристаллов и эпитаксиальных слоев полупроводниковых материалов. Предисловие. Общие закономерности процессов получения полупроводниковых материалов Термодинамика фазовых равновесий Основные термодинамические соотношения для растворов. Концентрационная и температурная зависимости коэффициента активности. Равновесие жидкость-твердое. Равновесие жидкость-пар. Равновесия твердое-пар и жидкость-твердое-пар. Явления на границе раздела фаз. Термодинамика необратимых процессов Основные положения термодинамики необратимых процессов. Приложение основных положений термодинамики необратимых процессов к процессам тепло- и массообмена. Поток теплоты и массы в разбавленных растворах и бинарной смеси идеальных газов. Массо- и теплообмен в неподвижной среде Дифференциальные уравнения нестационарных процессов массо- и теплообмена в неподвижной среде. Применение теории подобия и моделирования для решения дифференциальных уравнений теплообмена в неподвижной среде. Теплопередача в стационарных условиях. Использование ЭВМ для решения задач. Конвективный тепло- и массообмен. Кинетика гетерогенных процессов Дифференциальные уравнения движения среды. Критерии подобия. Режимы движения среды. Распределение скорости в сечении трубы при ламинарном и турбулентном движении. Особенности движения разреженных газов. Дифференциальные и критериальные уравнения конвективного массо- и теплообмена. Явления на границе раздела фаз в процессах конвективного тепло- и массообмена. Динамический, диффузионный и тепловой пограничные слои. Кинетика гетерогенных процессов. Основы атомно-молекулярных процессов кристаллизации Основные модели роста кристаллов. Атомная структура кристаллической поверхности. Начальные стадии формирования кристалла. Кинетика роста кристалла. Передача теплоты излучением Основные закономерности теплообмена излучением. Теплообмен излучением между двумя поверхностями в замкнутом пространстве. Тепловые потери при наличии экранной изоляции. Алгоритм расчета на ЭВМ. Процессы получения полупроводниковых материалов Процессы получении пленок, эпитаксиальных слоев и монокристаллов дистилляцией и сублимацией Примеры использования процессов дистилляции и сублимации. Основные закономерности процессов дистилляции и сублимации. Кинетика процессов дистилляции и сублимации. Молекулярная дистилляция и сублимация. Кинетические особенности получения монокристаллов и эпитаксиальных слоев. разлагающихся полупроводниковых соединений дистилляцией и сублимацией. Процессы ректификации и абсорбции Принцип действия и рабочие линии ректификационных колонн. Кинетика массообмена в ректификационных колоннах различного типа. Расчет процесса ректификации. Ректификация многокомпонентных систем и ее расчет. Рабочая линия и расчет процесса абсорбции. Процессы получения эпитаксиальных слоев и высокочистых элементов водородным восстановлением Основные типы процессов водородного восстановления. Термодинамика процесса водородного восстановления при одновременном протекании нескольких реакций. Кинетика процесса водородного восстановления. Лимитирующие стадии процесса. Легирование при получении эпитаксиальных слоев и полупроводниковых кристаллов водородным восстановлением из галогенидов. Процессы получения эпитаксиальных слоев и монокристаллов методом химических транспортных реакций Некоторые примеры использования химических транспортных реакций для получения. эпитаксиальных слоев. Термодинамическое обоснование возможности химического транспорта и очистки в процессе переноса. Термодинамика процесса химического транспорта в сложных системах. Кинетика процесса химического транспорта. Процессы кристаллизации из расплавов Основные методы кристаллизации из расплавов. Уравнения материального баланса компонентов и баланса объемов. Распределение примеси в кристаллах, полученных методами нормальной направленной кристаллизации, Чохральского и зонной перекристаллизации. Влияние диффузии в жидкой фазе на распределение примеси. Движение расплава и эффективный коэффициент распределения примеси. Влияние взаимодействия с паровой фазой на распределение примеси в кристалле. Получение монокристаллов с равномерным распределением легирующей примеси по длине программированием параметров процесса. Получение методом Чохральского монокристаллов с равномерным распределением примеси по длине при подпитке расплавом. Тепловые процессы при росте монокристаллов. Процессы кристаллизации из растворов-расплавов Разновидности методов жидкофазной эпитаксии к получения монокристаллов из растворов-расплавов. Кинетика кристаллизации при молекулярной диффузии в растворе-расплаве. Рекомендательный библиографический список