Ҳавопаймоҳои кристаллӣ ва самти кристалл ду мафҳуми асосӣ дар кристаллография мебошанд, ки бо сохтори кристалл дар технологияи микросхемаҳои интегралӣ дар асоси кремний алоқаманданд.
1.Таъриф ва хосиятҳои самти кристалл
Самти кристалл як самти мушаххасро дар дохили кристалл ифода мекунад, ки маъмулан бо нишондиҳандаҳои самти кристалл ифода карда мешавад. Ориентацияи кристалл бо рохи пайваст кардани хар ду нуктаи торхои дохили сохтори кристалл муайян карда мешавад ва он дорои хусусиятхои зерин мебошад: хар як ориентацияи кристалл дорои шумораи беохири нуктахои торхо мебошад; як ориентацияи кристалл метавонад аз якчанд самтҳои кристаллӣ мувозӣ иборат бошад, ки як оилаи ориентацияи кристаллро ташкил медиҳад; оилаи ориентацияи кристалл ҳамаи нуқтаҳои торро дар дохили кристалл фаро мегирад.
Аҳамияти самти кристалл дар нишон додани ҷойгиршавии самти атомҳо дар дохили кристалл мебошад. Масалан, самти кристалл [111] самти мушаххасеро ифода мекунад, ки дар он таносуби проексияи се меҳвари координатҳо 1:1:1 аст.
2. Мафҳум ва хосиятҳои ҳамворҳои кристаллӣ
Ҳавопаймои кристалл ҳамвори ҷойгиршавии атомҳо дар дохили кристалл мебошад, ки бо индексҳои ҳамвории кристаллӣ (индексҳои Миллер) ифода карда мешавад. Масалан, (111) нишон медињад, ки мутаќобилаи буришњои њамвории кристалл дар мењварњои координатањо таносуби 1:1:1 мебошанд. Ҳамвории кристалл дорои хосиятҳои зерин аст: ҳар як ҳамвории кристалл дорои шумораи беохири нуқтаҳои торӣ мебошад; ҳар як ҳамвории кристалл дорои шумораи бепоёни ҳамворҳои параллелӣ мебошад, ки оилаи ҳамвории кристалиро ташкил медиҳанд; оилаи ҳавопаймои булӯр тамоми кристаллро фаро мегирад.
Муайян кардани индексҳои Миллер аз гирифтани буришҳои ҳамвории кристалл дар ҳар як меҳвари координат, дарёфти мутақобилаи онҳо ва табдил додани онҳо ба хурдтарин таносуби бутун иборат аст. Масалан, ҳамвории кристалл (111) дар меҳварҳои x, y ва z бо таносуби 1:1:1 буриданҳо дорад.
3. Муносибати байни ҳавопаймоҳои кристаллӣ ва самти кристалл
Ҳавопаймоҳои кристаллӣ ва самти кристалл ду роҳи гуногуни тавсифи сохтори геометрии кристалл мебошанд. Самти кристалл ба ҷойгиршавии атомҳо дар як самти мушаххас дахл дорад, дар ҳоле ки ҳавопаймои кристалл ба ҷойгиршавии атомҳо дар як ҳавопаймои мушаххас ишора мекунад. Ин ду мукотибаи муайян доранд, аммо онҳо мафҳумҳои гуногуни физикиро ифода мекунанд.
Муносибати асосӣ: Вектори муқаррарии ҳамвории кристалл (яъне вектори перпендикуляр ба он ҳамвор) ба самти кристалл мувофиқ аст. Масалан, вектори муқаррарии ҳамвории кристалл (111) ба самти кристалл [111] мувофиқат мекунад, яъне ҷойгиршавии атомӣ дар самти [111] ба ин ҳамвор перпендикуляр аст.
Дар равандҳои нимноқилӣ интихоби ҳавопаймоҳои кристалл ба кори дастгоҳ таъсири калон мерасонад. Масалан, дар нимноқилҳои кремнийӣ, ҳавопаймоҳои кристаллӣ маъмулан (100) ва (111) мебошанд, зеро онҳо сохторҳои гуногуни атомӣ ва усулҳои пайвастшавӣ дар самтҳои гуногун доранд. Хусусиятҳое ба монанди ҳаракатнокии электронҳо ва энергияи рӯизаминӣ дар ҳавопаймоҳои гуногуни кристалл фарқ мекунанд, ки ба кор ва раванди афзоиши дастгоҳҳои нимноқил таъсир мерасонанд.
4. Истифодаи амалӣ дар равандҳои нимноқилҳо
Дар истеҳсоли нимноқилҳои кремний, самти кристаллӣ ва ҳавопаймоҳои кристаллӣ дар бисёр ҷиҳатҳо истифода мешаванд:
Афзоиши кристалл: Кристаллҳои нимноқилҳо одатан дар самти мушаххаси кристалл парвариш карда мешаванд. Кристаллҳои кремний аксаран дар ориентатсияҳо [100] ё [111] мерӯянд, зеро устуворӣ ва ҷойгиршавии атомӣ дар ин самтҳо барои афзоиши кристалл мусоид мебошанд.
Раванди абрешим: Ҳангоми пошидани тар, ҳавопаймоҳои гуногуни кристаллӣ дорои суръати гуногунранг мебошанд. Масалан, суръати кандакорӣ дар ҳавопаймоҳои (100) ва (111) аз кремний фарқ мекунад, ки дар натиҷа эффектҳои анизотропӣ пайдо мешаванд.
Хусусиятҳои дастгоҳ: Ба ҳаракатнокии электронҳо дар дастгоҳҳои MOSFET ҳамвории кристаллӣ таъсир мерасонад. Одатан, ҳаракат дар ҳавопаймо (100) баландтар аст, аз ин рӯ MOSFET-ҳои муосири кремний асосан аз (100) вафли истифода мебаранд.
Хулоса, ҳавопаймоҳои кристаллӣ ва самти кристалл ду роҳи асосии тавсифи сохтори кристаллҳо дар кристаллография мебошанд. Самти кристалл хосиятҳои самти дохили кристаллро ифода мекунад, дар ҳоле ки ҳавопаймоҳои кристалл ҳавопаймоҳои мушаххасро дар дохили кристалл тавсиф мекунанд. Ин ду мафҳум дар истеҳсоли нимноқилҳо зич алоқаманданд. Интихоби ҳавопаймоҳои кристалл бевосита ба хосиятҳои физикӣ ва химиявии мавод таъсир мерасонад, дар ҳоле ки самти кристалл ба афзоиши кристалл ва усулҳои коркард таъсир мерасонад. Фаҳмидани робитаи байни ҳавопаймоҳои кристаллӣ ва самтҳо барои оптимизатсияи равандҳои нимноқилҳо ва беҳтар кардани кори дастгоҳ муҳим аст.
Вақти фиристодан: октябр-08-2024