Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бонч-Бруевич В.Л. -> "Физика полупроводников " -> 35

Физика полупроводников - Бонч-Бруевич В.Л.

Бонч-Бруевич В.Л. , Калашников С.Г. Физика полупроводников — Москва, 1977. — 678 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikov1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 295 >> Следующая


Расположение атомов в плоскости, перпендикулярной к дислокации, для" случая простой кубической решетки показано на рис. 2.23, б. В результате сдвига образовалась одна неполная атомная плоскость, край которой и ебть линейная дислокация. Из рисунка также видно, что вблизи дислокации решетка упруго деформирована, причем имеются как области сжатия, так и области растяжения.

Вектор сдвизз

а)

б)
82

ХИМИЧЕСКИЕ связи В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

[ГЛ. II

Эти деформированные области возникают и у поверхности кристалла вблизи точек выхода дислокаций на поверхность. Поэтому скорость растворения кристалла в различных травителях изменяется вблизи этих точек. На этом обстоятельстве основан широко распространенный способ обнаружения дислокаций по «ямкам травления». Разумеется, для получения четкой картины нужны специально подобранные травчтели, разные для разных кристаллов (а иногда и для разных граней). Дислокационные ямки травления отличаются от других макроскопических дефектов '“(например, посторонних включений, раковин и т. п.) правильной формой, отражающей симметрию расположения атомов на данной грани.

Вследствие механических напряжений вокруг дислокаций потенциальная энергия примесных атомов вблизи дислокаций меньше, нежели вдали от них. Поэтому легко диффундирующие примеси могут накапливаться вокруг дислокаций, образуй примесную «атмосферу» вокруг них. Пользуясь этим обстоятельством, можно сделать дислокации видимыми. Так, например, можно видеть дислокации в кремнии, вводя в него диффузией медь и получая затем изображение внутренности кристалла в близком инфракрасном свете с помощью микроскопа и электронно-оптического преобразователя. Так как сам кремний хорошо прозрачен для длин волн К 1 мкм, то при этом получается четкое изображение дислокаций, сделавшихся непрозрачными вследствие образования примесной атмосферы меди.

Дислокации могут возникать самопроизвольно в процессе роста кристалла. Такие «врожденные» дислокации могут образоваться вследствие деформаций при неравномерном охлаждении кристалла, вследствие неравномерности скорости затвердевания кристалла, а также в результате распространения дислокаций из затравки и других причин.

Если, напротив, в кристалле необходимо создать дислокации, то для этого удобно использовать пластическую деформацию и, в особенности, изгиб кристалла. При простом изгибе плотность дислокаций (т. е. число дислокаций на 1 см2, перпендикулярный направлению дислокаций) обратно пропорциональна радиусу кривизны нейтральной плоскости и может быть теоретически рассчитана. Кроме того, при изгибе можно получить чисто линейные дислокации, одинаково направленные и параллельные оси изгиба.

Интересный случай упорядоченного расположения дислокаций наблюдается на границе двух сросшихся монокристальных блоков, разориентированных на малый угол. Эти так называемые «границы зерен под малым углом» могут возникать самопроизвольно в процессе кристаллизации или могут быть созданы преднамеренно, если вести кристаллизацию с помощью двух идентичных затравок,
§ И]

ДИСЛОКАЦИИ

83

составляющих малый угол. В этом случае соединение двух частей бикристалла осуществляется с помощью ряда параллельных дислокаций, образующих «дислокационную стенку» (рис. 2.24). Из рисунка видно, что среднее расстояние между соседними дислокациями равно D = b/Q, где 0 — угол между зернами (в радианах), а b — расстояние между атомами в направлении скольжения. При травлении поверхности кристалла, на которую выходят дислокации, получается упорядоченное расположение ямок травления вдоль определенных линий, указывающее границу двух слабо разориентированных областей кристалла.

При термической обработке кристалла, в котором имеются механические напряжения, в нем происходит пластическая деформация. Это осуществляется путем перемещения дислокаций. При этом часто образуется целая система дислокационных стенок, которая превращает кристалл в собрание отдельных зерен, разориентированных на малые углы (явление «полигонизации»).

Если линейная плотность дислокаций 1/D на границах зерен становится очень большой, то становится большим и угол разориентации 0. При этом кристалл уже нельзя рассматривать как единый монокристалл с искаженной структурой, и он превращается в поликристаллическое вещество.

Помимо рассмотренных выше линейных (или краевых) дислокаций, существует еще другой тип структурных дефектов, называемых винтовыми дислокациями (см., например, [6]).

Дислокации, подобно примесным атомам и точечным структурным дефектам, создают дополнительные электронные состояния в запрещенной зоне энергий. В § 9 мы видели, что, анализируя особенности химических связей вблизи примесных атомов, можно сделать определенные заключения о характере возникающих локальных уровней. Попытаемся теперь подойти с этой точки зрения к дислокации и рассмотрим, следуя В. Шокли, линейную дислокацию в решетке типа алмаза (например, в германии или кремнии). На рис. 2.25, а изображено расположение атомов в решетке такого
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 295 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed