Il-pjani tal-kristall u l-orjentazzjoni tal-kristall huma żewġ kunċetti ewlenin fil-kristallografija, relatati mill-qrib mal-istruttura tal-kristall fit-teknoloġija taċ-ċirkwit integrat ibbażat fuq is-silikon.
1.Definizzjoni u Proprjetajiet tal-Orjentazzjoni tal-Kristall
L-orjentazzjoni tal-kristall tirrappreżenta direzzjoni speċifika fi ħdan kristall, tipikament espressa b'indiċi tal-orjentazzjoni tal-kristall. L-orjentazzjoni tal-kristall hija definita billi tgħaqqad kwalunkwe żewġ punti tal-kannizzata fi ħdan l-istruttura tal-kristall, u għandha l-karatteristiċi li ġejjin: kull orjentazzjoni tal-kristall fiha numru infinit ta 'punti tal-kannizzata; orjentazzjoni ta 'kristall waħda tista' tikkonsisti f'orjentazzjonijiet multipli tal-kristall paralleli li jiffurmaw familja ta 'orjentazzjoni tal-kristall; il-familja tal-orjentazzjoni tal-kristall tkopri l-punti kollha tal-kannizzata fi ħdan il-kristall.
Is-sinifikat tal-orjentazzjoni tal-kristall tinsab fl-indikazzjoni tal-arranġament direzzjonali tal-atomi fi ħdan il-kristall. Pereżempju, l-orjentazzjoni tal-kristall [111] tirrappreżenta direzzjoni speċifika fejn il-proporzjonijiet tal-projezzjoni tat-tliet assi koordinati huma 1:1:1.
2. Definizzjoni u Proprjetajiet tal-Pjanijiet tal-Kristall
Pjan tal-kristall huwa pjan ta 'arranġament ta' l-atomu fi ħdan kristall, rappreżentat minn indiċijiet tal-pjan tal-kristall (indiċijiet ta 'Miller). Pereżempju, (111) tindika li r-reċiproċi tal-interċettazzjonijiet tal-pjan tal-kristall fuq l-assi tal-koordinati huma fil-proporzjon ta '1:1:1. Il-pjan tal-kristall għandu l-proprjetajiet li ġejjin: kull pjan tal-kristall fih numru infinit ta 'punti tal-kannizzata; kull pjan tal-kristall għandu numru infinit ta 'pjani paralleli li jiffurmaw familja ta' pjan tal-kristall; il-familja tal-pjan tal-kristall tkopri l-kristall kollu.
Id-determinazzjoni tal-indiċijiet Miller tinvolvi li tieħu l-interċettazzjonijiet tal-pjan tal-kristall fuq kull assi tal-koordinati, issib ir-reċiproċi tagħhom, u tikkonvertihom fl-iżgħar proporzjon sħiħ. Pereżempju, il-pjan tal-kristall (111) għandu interċettazzjonijiet fuq l-assi x, y, u z fil-proporzjon ta '1:1:1.
3. Ir-Relazzjoni Bejn il-Pjanijiet tal-Kristall u l-Orjentazzjoni tal-Kristall
Il-pjani tal-kristall u l-orjentazzjoni tal-kristall huma żewġ modi differenti ta 'deskrizzjoni tal-istruttura ġeometrika ta' kristall. L-orjentazzjoni tal-kristall tirreferi għall-arranġament tal-atomi tul direzzjoni speċifika, filwaqt li pjan tal-kristall jirreferi għall-arranġament tal-atomi fuq pjan speċifiku. Dawn it-tnejn għandhom ċerta korrispondenza, iżda jirrappreżentaw kunċetti fiżiċi differenti.
Relazzjoni ewlenija: Il-vettur normali ta' pjan tal-kristall (jiġifieri, il-vettur perpendikolari għal dak il-pjan) jikkorrispondi għal orjentazzjoni tal-kristall. Pereżempju, il-vettur normali tal-pjan tal-kristall (111) jikkorrispondi għall-orjentazzjoni tal-kristall [111], li jfisser li l-arranġament atomiku tul id-direzzjoni [111] huwa perpendikolari għal dak il-pjan.
Fil-proċessi tas-semikondutturi, l-għażla tal-pjani tal-kristall taffettwa ħafna l-prestazzjoni tal-apparat. Pereżempju, f'semikondutturi bbażati fuq is-silikon, pjani tal-kristall użati b'mod komuni huma l-pjani (100) u (111) minħabba li għandhom arranġamenti atomiċi differenti u metodi ta 'rbit f'direzzjonijiet differenti. Proprjetajiet bħall-mobilità tal-elettroni u l-enerġija tal-wiċċ ivarjaw fuq pjani tal-kristall differenti, u jinfluwenzaw il-prestazzjoni u l-proċess tat-tkabbir tal-apparati semikondutturi.
4. Applikazzjonijiet Prattiċi fi Proċessi Semikondutturi
Fil-manifattura tas-semikondutturi bbażata fuq is-silikon, l-orjentazzjoni tal-kristall u l-pjani tal-kristall huma applikati f'ħafna aspetti:
Tkabbir tal-Kristall: Il-kristalli semikondutturi huma tipikament imkabbra tul orjentazzjonijiet speċifiċi tal-kristall. Il-kristalli tas-silikon l-aktar komunement jikbru tul l-orjentazzjonijiet [100] jew [111] minħabba li l-istabbiltà u l-arranġament atomiku f'dawn l-orjentazzjonijiet huma favorevoli għat-tkabbir tal-kristall.
Proċess ta 'inċiżjoni: Fl-inċiżjoni mxarrba, pjani tal-kristall differenti għandhom rati ta' inċiżjoni li jvarjaw. Pereżempju, ir-rati ta 'inċiżjoni fuq il-pjani (100) u (111) tas-silikon huma differenti, li jirriżultaw f'effetti ta' inċiżjoni anisotropiċi.
Karatteristiċi tal-Apparat: Il-mobilità tal-elettroni fl-apparat MOSFET hija affettwata mill-pjan tal-kristall. Tipikament, il-mobilità hija ogħla fuq il-pjan (100), u huwa għalhekk li MOSFETs moderni bbażati fuq is-silikon jużaw predominantement (100) wejfers.
Fil-qosor, il-pjani tal-kristall u l-orjentazzjonijiet tal-kristall huma żewġ modi fundamentali biex jiddeskrivu l-istruttura tal-kristalli fil-kristallografija. L-orjentazzjoni tal-kristall tirrappreżenta l-proprjetajiet direzzjonali fi ħdan kristall, filwaqt li pjani tal-kristall jiddeskrivu pjani speċifiċi fi ħdan il-kristall. Dawn iż-żewġ kunċetti huma relatati mill-qrib fil-manifattura tas-semikondutturi. L-għażla tal-pjani tal-kristall taffettwa direttament il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-materjal, filwaqt li l-orjentazzjoni tal-kristall tinfluwenza t-tkabbir u t-tekniki tal-ipproċessar tal-kristall. Il-fehim tar-relazzjoni bejn il-pjani tal-kristall u l-orjentazzjonijiet huwa kruċjali għall-ottimizzazzjoni tal-proċessi tas-semikondutturi u t-titjib tal-prestazzjoni tal-apparat.
Ħin tal-post: Ottubru-08-2024