Кристаллографийн хоёр үндсэн ойлголт нь талстын хавтгай ба талстын чиглэл нь цахиур дээр суурилсан интеграл хэлхээний технологийн талстын бүтэцтэй нягт холбоотой юм.
1. Кристал чиглэлийн тодорхойлолт ба шинж чанарууд
Кристал чиглэл нь кристал доторх тодорхой чиглэлийг илэрхийлдэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн кристал чиглэлийн индексээр илэрхийлдэг. Кристал чиглэлийг кристал бүтцийн доторх дурын хоёр торны цэгийг холбосноор тодорхойлдог бөгөөд дараах шинж чанаруудтай: кристал чиглэл бүр хязгааргүй тооны торны цэгүүдийг агуулдаг; дан кристал чиглэл нь кристал чиглэлийн гэр бүлийг үүсгэдэг олон зэрэгцээ кристал чиглэлээс бүрдэж болно; кристал чиглэлийн гэр бүл нь кристал доторх бүх торны цэгүүдийг хамардаг.
Кристаллын чиглэлийн ач холбогдол нь кристал доторх атомуудын чиглэлийн зохион байгуулалтыг заахад оршино. Жишээлбэл, [111] кристаллын чиглэл нь гурван координатын тэнхлэгийн проекцийн харьцаа 1:1:1 байх тодорхой чиглэлийг илэрхийлдэг.
2. Кристал хавтгайн тодорхойлолт ба шинж чанарууд
Кристал хавтгай гэдэг нь кристал хавтгайн индексүүдээр (Миллерийн индексүүд) илэрхийлэгдсэн кристал доторх атомын зохион байгуулалтын хавтгай юм. Жишээлбэл, (111) нь координатын тэнхлэг дээрх кристал хавтгайн огтлолцлын урвуу утга нь 1:1:1 харьцаатай байгааг харуулж байна. Кристал хавтгай нь дараах шинж чанартай: кристал хавтгай бүр хязгааргүй тооны торны цэгүүдийг агуулдаг; кристал хавтгай бүр кристал хавтгайн гэр бүлийг үүсгэдэг хязгааргүй тооны зэрэгцээ хавтгайтай; кристал хавтгайн гэр бүл нь кристалыг бүхэлд нь хамардаг.
Миллерийн индексийг тодорхойлоход координатын тэнхлэг бүр дээрх талстын хавтгайн огтлолцлыг авч, тэдгээрийн урвуу утгыг олж, хамгийн бага бүхэл тоон харьцаа болгон хөрвүүлэх ажил орно. Жишээлбэл, (111) талстын хавтгай нь x, y, z тэнхлэгүүд дээр 1:1:1 харьцаатай огтлолцолтой байна.
3. Кристал хавтгай ба Кристал чиглэлийн хоорондын хамаарал
Кристал хавтгай ба кристаллын чиглэл нь кристаллын геометрийн бүтцийг дүрслэх хоёр өөр арга юм. Кристаллын чиглэл нь тодорхой чиглэлийн дагуу атомуудын байршлыг хэлдэг бол кристаллын хавтгай нь тодорхой хавтгай дээрх атомуудын байршлыг хэлдэг. Эдгээр хоёр нь тодорхой харилцаатай боловч өөр өөр физик ойлголтуудыг илэрхийлдэг.
Гол хамаарал: Кристал хавтгайн хэвийн вектор (өөрөөр хэлбэл, тухайн хавтгайд перпендикуляр вектор) нь кристаллын чиглэлтэй тохирч байна. Жишээлбэл, (111) кристал хавтгайн хэвийн вектор нь [111] кристаллын чиглэлтэй тохирч байгаа бөгөөд энэ нь [111] чиглэлийн дагуух атомын зохион байгуулалт нь тухайн хавтгайд перпендикуляр байна гэсэн үг юм.
Хагас дамжуулагч процесст болор хавтгайг сонгох нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. Жишээлбэл, цахиур дээр суурилсан хагас дамжуулагчдад түгээмэл хэрэглэгддэг болор хавтгай нь (100) ба (111) хавтгай юм, учир нь тэдгээр нь өөр өөр чиглэлд өөр өөр атомын зохион байгуулалт болон холболтын аргуудтай байдаг. Электроны хөдөлгөөн ба гадаргуугийн энерги зэрэг шинж чанарууд нь өөр өөр болор хавтгай дээр харилцан адилгүй байдаг бөгөөд хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн гүйцэтгэл болон өсөлтийн процесст нөлөөлдөг.
4. Хагас дамжуулагч процессын практик хэрэглээ
Цахиур дээр суурилсан хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд талстын чиглэл ба талстын хавтгайг олон талаар ашигладаг:
Кристал өсөлт: Хагас дамжуулагч талстууд нь ихэвчлэн тодорхой кристал чиглэлийн дагуу ургадаг. Цахиурын талстууд нь ихэвчлэн [100] эсвэл [111] чиглэлийн дагуу ургадаг, учир нь эдгээр чиглэл дэх тогтвортой байдал болон атомын зохион байгуулалт нь кристал өсөлтөд таатай байдаг.
Сийлбэрлэх үйл явц: Нойтон сийлбэр хийхэд өөр өөр талст хавтгайнууд нь өөр өөр сийлбэрлэх хурдтай байдаг. Жишээлбэл, цахиурын (100) ба (111) хавтгай дээрх сийлбэрлэх хурд өөр өөр байдаг тул анизотроп сийлбэрийн нөлөө үзүүлдэг.
Төхөөрөмжийн шинж чанар: MOSFET төхөөрөмжүүдийн электроны хөдөлгөөнд талстын хавтгай нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө хөдөлгөөн нь (100) хавтгай дээр илүү өндөр байдаг тул орчин үеийн цахиур дээр суурилсан MOSFET-үүд голчлон (100) вафлийг ашигладаг.
Товчхондоо, талстын хавтгай ба талстын чиглэл нь талстын бүтцийг талстжуулалтад тодорхойлох хоёр үндсэн арга юм. Талстын чиглэл нь талстын доторх чиглэлийн шинж чанарыг илэрхийлдэг бол талстын хавтгай нь талстын доторх тодорхой хавтгайг тодорхойлдог. Эдгээр хоёр ойлголт нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд нягт холбоотой байдаг. Талстын хавтгайг сонгох нь материалын физик болон химийн шинж чанарт шууд нөлөөлдөг бол талстын чиглэл нь талстын өсөлт, боловсруулалтын техникт нөлөөлдөг. Талстын хавтгай ба чиглэлийн хоорондын хамаарлыг ойлгох нь хагас дамжуулагчийн процессыг оновчтой болгох, төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад чухал үүрэгтэй.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 10-р сарын 8