Кристалл хавтгай ба болорын чиг баримжаа нь кристаллографийн хоёр үндсэн ойлголт бөгөөд цахиурт суурилсан нэгдсэн хэлхээний технологийн талст бүтэцтэй нягт холбоотой.
1.Болор чиглэлийн тодорхойлолт ба шинж чанарууд
Кристалын чиг баримжаа нь талст доторх тодорхой чиглэлийг илэрхийлдэг бөгөөд ихэвчлэн талст чиг баримжаагаар илэрхийлэгддэг. Кристалын чиг баримжаа нь болор бүтэц доторх дурын хоёр торны цэгийг холбох замаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь дараах шинж чанартай: болорын чиг баримжаа бүр нь хязгааргүй тооны торны цэгүүдийг агуулдаг; нэг талст чиг баримжаа нь болор чиглэлийн гэр бүлийг бүрдүүлдэг олон зэрэгцээ талст чиглэлээс бүрдэж болно; болорын чиг баримжаа нь болор доторх бүх торны цэгүүдийг хамардаг.
Кристалын чиг баримжааны ач холбогдол нь болор доторх атомуудын чиглэлийн зохицуулалтыг харуулах явдал юм. Жишээлбэл, [111] болор чиглэл нь гурван координатын тэнхлэгийн проекцын харьцаа 1:1:1 байх тодорхой чиглэлийг илэрхийлдэг.
2. Кристал хавтгайн тодорхойлолт ба шинж чанарууд
Кристал хавтгай нь болор хавтгайн индексээр (Миллерийн индекс) илэрхийлэгддэг болор доторх атомын байрлалын хавтгай юм. Жишээлбэл, (111) координатын тэнхлэг дээрх болор хавтгайн огтлолцолуудын эсрэг тал нь 1:1:1 харьцаатай байгааг харуулж байна. Кристал хавтгай нь дараах шинж чанартай: болор хавтгай бүр нь хязгааргүй тооны торны цэгүүдийг агуулдаг; болор хавтгай бүр нь болор хавтгайн гэр бүлийг бүрдүүлдэг хязгааргүй тооны зэрэгцээ хавтгайтай; болор онгоцны гэр бүл нь болорыг бүхэлд нь хамардаг.
Миллерийн индексийг тодорхойлохдоо координатын тэнхлэг тус бүр дээр болор хавтгайн огтлолцолуудыг авч, тэдгээрийн харилцан хамаарлыг олж, хамгийн бага бүхэл тооны харьцаанд хөрвүүлэхийг хэлнэ. Жишээлбэл, (111) болор хавтгай нь x, y, z тэнхлэгүүд дээр 1: 1: 1 харьцаатай огтлолцолтой байна.
3. Болор хавтгай ба болор чиглэлийн хоорондын хамаарал
Кристал хавтгай ба талст чиглэл нь болорын геометрийн бүтцийг дүрслэх хоёр өөр арга юм. Кристалын чиг баримжаа нь тодорхой чиглэлийн дагуу атомуудын байрлалыг илэрхийлдэг бол болор хавтгай нь атомуудын тодорхой нэг хавтгайд байрлах байрлалыг илэрхийлдэг. Эдгээр хоёр нь тодорхой захидал харилцаатай байдаг, гэхдээ тэдгээр нь өөр өөр физик ойлголтыг илэрхийлдэг.
Түлхүүр хамаарал: Кристал хавтгайн хэвийн вектор (өөрөөр хэлбэл, энэ хавтгайд перпендикуляр вектор) болорын чиглэлтэй тохирч байна. Жишээлбэл, (111) болор хавтгайн хэвийн вектор нь [111] талст чиглэлтэй тохирч байгаа нь [111] чиглэлийн дагуух атомын зохион байгуулалт нь тухайн хавтгайд перпендикуляр байна гэсэн үг юм.
Хагас дамжуулагчийн процесст болор хавтгайн сонголт нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. Жишээлбэл, цахиурт суурилсан хагас дамжуулагчид атомын зохион байгуулалт, өөр өөр чиглэлд холбох арга барилтай тул болор хавтгай нь (100) ба (111) хавтгайнууд юм. Электрон хөдөлгөөн ба гадаргуугийн энерги зэрэг шинж чанарууд нь хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэл, өсөлтийн процесст нөлөөлдөг янз бүрийн талст хавтгайд өөр өөр байдаг.
4. Хагас дамжуулагч процессын практик хэрэглээ
Цахиурт суурилсан хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд болорын чиг баримжаа ба болор хавтгайг олон талаар ашигладаг.
Кристал өсөлт: Хагас дамжуулагч талстууд нь ихэвчлэн тодорхой талст чиглэлийн дагуу ургадаг. Цахиурын талстууд ихэвчлэн [100] эсвэл [111] чиглэлийн дагуу ургадаг, учир нь эдгээр чиг баримжаа дахь тогтвортой байдал, атомын зохион байгуулалт нь талст өсөлтөд таатай байдаг.
Сийлбэрийн үйл явц: Нойтон сийлбэр хийх үед янз бүрийн болор хавтгай нь янз бүрийн сийлбэрийн хурдтай байдаг. Жишээлбэл, цахиурын (100) ба (111) хавтгай дээрх сийлбэрийн хурд нь ялгаатай тул анизотроп сийлбэрийн нөлөөг үүсгэдэг.
Төхөөрөмжийн шинж чанар: MOSFET төхөөрөмжүүдийн электрон хөдөлгөөнт талст хавтгайд нөлөөлдөг. Ихэвчлэн (100) хавтгай дээр хөдөлгөөнт байдал илүү өндөр байдаг тул орчин үеийн цахиурт суурилсан MOSFET-үүд ихэвчлэн (100) өрөм хэрэглэдэг.
Дүгнэж хэлэхэд болор хавтгай ба талст чиглэл нь талстографийн талстуудын бүтцийг дүрслэх үндсэн хоёр арга юм. Кристалын чиг баримжаа нь болор доторх чиглэлийн шинж чанарыг илэрхийлдэг бол болор хавтгай нь болор доторх тодорхой хавтгайг дүрсэлдэг. Эдгээр хоёр ойлголт нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд нягт холбоотой байдаг. Кристал хавтгайг сонгох нь материалын физик, химийн шинж чанарт шууд нөлөөлдөг бол болорын чиг баримжаа нь болор өсөлт, боловсруулалтын техникт нөлөөлдөг. Кристал хавтгай ба чиг баримжаа хоорондын хамаарлыг ойлгох нь хагас дамжуулагч процессыг оновчтой болгох, төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад маш чухал юм.
Шуудангийн цаг: 2024-10-08