Разделы сайта

Читаемое

Обновления Sep-2017

Промышленность Ижоры -->  Керамические композиционные материалы 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123

эпитаксии. Проволока формируется на гребешке подложки между двумя эпитаксиальными слоями.

Нанопроволока на основе кремния и германия. Нановолокна (нанопро-волоки) кремния в изоляционной оболочке из SiOj, а также нановолокна германия привлекают в последние годы внимание как материал для электронных наноприборов. Для их получения были опробованы различные способы, включая фотолитографию, технику травления и т. п. Наиболее перспективным оказался метод лазерного облучения мишеней из смесей Si + SiOj, Si + Ре20з, Ge + SiOj, Ge + GeOj no известной схеме ПЖТ (пар - жидкость - твердое) (рис. 1.11).

Углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки как полые, так и заполненные либо металлами, либо карбидами или оксидами, получают несколькими способами: пиролизом углеводородов в присутствии металлического катализатора при 700...1000 °С; в дуговом разряде на торце графитового катода; электролизом солей галогенов между графитовыми электродами.

В последнее время все большее внимание привлекают многостенные наполненные нанотрубки с внешним диаметром 2...70 нм и длиной до 60 мкм.

Трубки, наполненные железом, никелем, кобальтом, а также интер-металлидами самария с кобальтом типа SmCo используют в магнитных чернилах и тонерах при ксерографии. Трубки, наполненные карби-Рис. 1.11. Нановолокна кремния в дами тугоплавких металлов (ТаС, оболочке из оксида кремния: f jVfoC), при температурах ниже

а ~ схема установки для получения > v f

волокон; б - схема зарождения воло- МОГут ИСПОЛЬЗОватЬСЯ как на-кон; в ~ схема роста волокон носверхпроводники.


Цепочки

Нановолокна

А.-


1.3. ПРОИЗВОДСТВО и КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ

Освоение наноматериалов в последние годы уверенно выходит на промышленный уровень. Некоторые страны и объединения (США, Япония, НАТО и др.) вкладывают сотни миллионов долларов в разработку способов синтеза, исследования свойств, производство наноматериалов, изготовление приборов и конструкций с использованием наноматериалов.

Уже в конце 80-х годов XX века США и Япония ежегодно тратили на исследования в области наноматериалов порядка НО... 120 млн долларов. Только в США более трех десятков компаний ведут на различном уровне работу по их производству. Многие наноматериалы уже доступны на рынке. В настоящее время они широко используются в микроэлектронике, способствуя дальнейшей миниатюризации электронных приборов, в защитньгх системах поглощения ВЧ- и рентгеновского излучений, в качестве катализаторов (чему способствует огромная, порядка 5* 10 м~ удельная поверхность нанопорошков). В атомной энергетике таблетки ТВЭЛов изготавливаются из УДП UOj, в термоядерной технике из УДП бериллия изготавливают мишени для лазерно-термо-ядерного синтеза. Металлические нанопорошки добавляют к моторным маслам для восстановления трущихся поверхностей. Наноматериалы используют в качестве сверхпрочных конструкционных материалов и износостойких покрытий. Пленочные наноматериалы плоской и сложной формы из магнито-мягких сплавов используются для видеоголовок видеомагнитофонов, существенно превосходя по служебным свойствам традиционные материалы. Полученные плазмохимическим способом УДП металлов с включениями карбидов используются в качестве шлифующего и полирующего материала при финишинге полупроводников и диэлектриков.

В медицине УДП применяют для защиты персонала от рентгеновского излучения (перчатки, фартуки и т. п. из резины с УДП свинцовым наполнителем в четыре раза легче обычных), а также для лекарств быстрого усвоения и действия, используемых в экстремальных условиях (ранения в катастрофах, боевых действиях и т. п.).

В военном деле УДП применяются в качестве радиопоглощающего покрытия самолетов-невидимок Стеле , в новых видах взрывного оружия. В графитовой бомбе используются углеродные нановолокна, выводящие из строя энергосистемы противника. Трубчатые углеродные



нановолокна и фуллерены перспективны для армирования композиционной суперброни для танков и бронежилетов.

Необычность свойств наноматериалов такова, что смело можно сказать: начиная с 90-х годов XX века научно-технический прогресс человечества стал определяться наноматериалами и нанотехнологнями.

На коммерческий рынок давно уже вышли не только металлические, но и неметаллические наноматериалы, такие, как оксиды кремния и железа, а оксиды алюминия, титана, сурьмы и др. на этот рынок выходят. Стали уже доступны некоторые карбиды с размером частиц 20...200HM. Быстро развивается сам рынок наноматериалов. Так, только в США за пять лет с 1996 по 2000 гг. объем рынка наноматериалов вырос с 42 до 154 млн долларов в год. При этом среднегодовой рост объема рынка наноматериалов составил почти 30 %, в том числе для наночастиц 24,2% и для нанопокрытий 43,1 %.

В крупных странах сформированы долговременные программы развития и практического использования наноматериалов. В качестве главной проблемы ставится практическое освоение технологий, обеспечивающих производство наноматериалов в достаточно больших объемах и конкурентоспособных на рынках сбыта продукции.

МАТЕРИАЛЫ

МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ

2.1. Актуальные проблемы технологии и материаловедения полупроводников

2.2. Структуры металл-диэлектрик-полупроводник

2.3. Приборы и технология на основе непланарного кремния




2.1. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Полупроводниковые материалы по праву занимают одно из ведущих мест в ряду важнейших материалов, определяющих уровень развития мировой цивилизации. Они составляют основу элементной базьг современной электронной техники, без которой сегодня немыслим научно-технический прогресс. С развитием твердотельной электроники (и, прежде всего, микроэлектроники) связано успешное решение проблем крупномасштабной компьютеризации и информатизации, создания современных систем связи и телевидения, эффективной передачи и преобразования электроэнергии, разнообразной бытовой, медицинской и специальной электронной аппаратуры. Большую роль играют эти материалы в решении задач развития экологически чистых энергетики и холодильной техники, создания современных систем мониторинга загрязнений окружающей среды, а также высокочувствительной сенсорной техники широкого функционального назначения.

Развитию элементной базы твердотельной электроники уделяется большое внимание во всех передовых странах мира. Только в 1996 г. мировое производство полупроводниковых приборов в денежном исчислении превысило 160 млрд долларов, а в 2000 г. оно составило уже около 300 млрд долларов. Ежегодно в развитие этой области науки и техники вкладываются миллиарды долларов. Достижения физики, фи-зикохимии и технологии полупроводниковых материалов, а также полупроводникового материаловедения в значительной степени определяют прогресс в развитии твердотельной электроники. Наша страна традиционно занимала (и занимает сейчас) ведущие позиции в материаловед-ческой науке и располагает высококвалифицированными научными и инженерными кадрами, которые способны на современном уровне решать самые сложные научно-технические задачи развития технологии производства полупроводниковых материалов.

Характерной особенностью современного этапа развития электронной техники является вовлечение в сферу ее непосредственных интересов широкой номенклатуры полупроводниковьгх материалов. Важнейшими из них являются: кремний, арсенид галлия и большая группа других бинарных соединений и многокомпонентньгх твердых растворов на основе

соединений АВ; германий; карбид кремния; бинарные соединения и твердые растворы на основе узкозонных и широкозонных соединений а В; разнообразные термоэлектрические и сенсорные материалы.

Материалом № I современной твердотельной электроники является кремний. Мировое производство монокристаллов кремния составляет по разным оценкам 8...9 тыс. т/г. Сегодня монокристаллический кремний - это самый совершенный кристаллический материал из огромного многообразия материалов, созданных когда-либо человеком или природой. Высокий уровень качества характерен и для ряда других хорошо освоенных полупроводниковых материалов. Современная полупроводниковая индустрия - это яркий пример вьщающихся достижений человеческой мысли на пути развития мировой цивилизации, и ее дальнейший про-фесс связан с решением непрерывно усложняющихся научно-технических задач.

Далее рассмотрим некоторые наиболее актуальные проблемы современного этапа развития технологии и материаловедения полупроводников.

Выращивание монокристаллов

Выращивание монокристаллов - одна из наиболее ответственных стадий на пути создания приборных структур. Вырезаемые из монокристаллов пластины используются либо для непосредственного формирования на их основе интегральных схем и дискретных приборов, либо в качестве подложек в процессах получения тонкопленочных эпитаксиальных структур. В обоих случаях к качеству монокристаллических пластин предъявляются очень высокие требования.

Основной тенденцией в развитии технологии получения монокристаллов широкого крута полупроводников является увеличение диаметра выращиваемых слитков, при одновременном непрерывном ужесточении требований к совершенству кристаллической структуры и однородности распределения задаваемых электрофизических характеристик в объеме материала. В случае кремния речь идет о получении бездислокационных монокристаллов диаметром до 450 мм, в случае GaAs, InP, GaSb, InSb, CdTe и др. - малодислокационных (N < \ IQr см~) монокристаллов диаметром до 100... 150 мм.

Наиболее универсальным методом выращивания монокристаллов больших диаметров остается метод Чохральского. Увеличение диаметра выращиваемых монокристаллов и необходимость обеспечения высокой экономической эффективности технологического процесса в цепочке



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка