Mae awyrennau grisial a chyfeiriadedd grisial yn ddau gysyniad craidd mewn crisialeg, sy'n perthyn yn agos i'r strwythur grisial mewn technoleg cylched integredig sy'n seiliedig ar silicon.
1.Definition and Properties of Crystal Orientation
Mae cyfeiriadedd grisial yn cynrychioli cyfeiriad penodol o fewn grisial, a fynegir yn nodweddiadol gan fynegeion cyfeiriadedd grisial. Diffinnir cyfeiriadedd grisial trwy gysylltu unrhyw ddau bwynt dellt o fewn y strwythur grisial, ac mae ganddo'r nodweddion canlynol: mae pob cyfeiriadedd grisial yn cynnwys nifer anfeidrol o bwyntiau dellt; gall cyfeiriadedd grisial sengl gynnwys cyfeiriadedd crisial cyfochrog lluosog ffurfio teulu cyfeiriadedd grisial; mae'r teulu cyfeiriadedd grisial yn cwmpasu pob pwynt dellt o fewn y grisial.
Mae arwyddocâd cyfeiriadedd grisial yn gorwedd wrth nodi trefniant cyfeiriadol atomau o fewn y grisial. Er enghraifft, mae'r cyfeiriadedd grisial [111] yn cynrychioli cyfeiriad penodol lle mae cymarebau taflunio'r tair echelin gyfesurynnol yn 1:1:1.
2. Diffiniad a Phriodweddau Planes Grisial
Plân o drefniant atom o fewn grisial yw plân grisial, a gynrychiolir gan fynegeion plân grisial (mynegai Miller). Er enghraifft, mae (111) yn nodi bod dwyochrog rhyng-gipiadau'r plân grisial ar yr echelinau cyfesurynnol yn y gymhareb 1:1:1. Mae gan yr awyren grisial y priodweddau canlynol: mae pob awyren grisial yn cynnwys nifer anfeidrol o bwyntiau dellt; mae gan bob awyren grisial nifer anfeidrol o awyrennau cyfochrog sy'n ffurfio teulu awyren grisial; mae'r teulu awyren grisial yn gorchuddio'r grisial cyfan.
Mae pennu mynegeion Miller yn golygu cymryd rhyng-gipiadau'r awyren grisial ar bob echelin gyfesurynnol, dod o hyd i'w cilyddol, a'u trosi i'r gymhareb gyfanrif leiaf. Er enghraifft, mae gan yr awyren grisial (111) ryng-gipiadau ar yr echelinau x, y, a z yn y gymhareb 1:1:1.
3. Y Berthynas Rhwng Planes Grisial a Chyfeiriadedd Grisial
Mae awyrennau grisial a chyfeiriadedd grisial yn ddwy ffordd wahanol o ddisgrifio strwythur geometrig grisial. Mae cyfeiriadedd grisial yn cyfeirio at drefniant atomau ar hyd cyfeiriad penodol, tra bod awyren grisial yn cyfeirio at drefniant atomau ar awyren benodol. Mae gan y ddau hyn gyfatebiaeth benodol, ond maent yn cynrychioli cysyniadau ffisegol gwahanol.
Perthynas allweddol: Mae fector arferol plân grisial (hy, y fector yn berpendicwlar i'r awyren honno) yn cyfateb i gyfeiriadedd grisial. Er enghraifft, mae fector arferol yr awyren grisial (111) yn cyfateb i'r cyfeiriadedd grisial [111], sy'n golygu bod y trefniant atomig ar hyd y cyfeiriad [111] yn berpendicwlar i'r awyren honno.
Mewn prosesau lled-ddargludyddion, mae dewis awyrennau grisial yn effeithio'n fawr ar berfformiad dyfeisiau. Er enghraifft, mewn lled-ddargludyddion sy'n seiliedig ar silicon, awyrennau grisial a ddefnyddir yn gyffredin yw'r awyrennau (100) a (111) oherwydd bod ganddynt drefniadau atomig gwahanol a dulliau bondio i wahanol gyfeiriadau. Mae eiddo megis symudedd electronau ac ynni arwyneb yn amrywio ar wahanol awyrennau grisial, gan ddylanwadu ar berfformiad a phroses twf dyfeisiau lled-ddargludyddion.
4. Cymwysiadau Ymarferol mewn Prosesau Lled-ddargludyddion
Mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion sy'n seiliedig ar silicon, mae cyfeiriadedd grisial ac awyrennau grisial yn cael eu cymhwyso mewn sawl agwedd:
Twf Crisial: Mae crisialau lled-ddargludol fel arfer yn cael eu tyfu ar hyd cyfeiriadedd crisial penodol. Mae crisialau silicon yn fwyaf cyffredin yn tyfu ar hyd y cyfeiriadedd [100] neu [111] oherwydd bod y sefydlogrwydd a'r trefniant atomig yn y cyfeiriadedd hwn yn ffafriol ar gyfer twf grisial.
Proses ysgythru: Mewn ysgythru gwlyb, mae gan wahanol awyrennau grisial gyfraddau ysgythru amrywiol. Er enghraifft, mae'r cyfraddau ysgythru ar yr awyrennau (100) a (111) o silicon yn wahanol, gan arwain at effeithiau ysgythru anisotropig.
Nodweddion Dyfais: Mae'r awyren grisial yn effeithio ar symudedd electronau mewn dyfeisiau MOSFET. Yn nodweddiadol, mae'r symudedd yn uwch ar yr awyren (100), a dyna pam mae MOSFETs modern sy'n seiliedig ar silicon yn defnyddio wafferi (100) yn bennaf.
I grynhoi, mae awyrennau grisial a chyfeiriadedd grisial yn ddwy ffordd sylfaenol o ddisgrifio strwythur crisialau mewn crisialeg. Mae cyfeiriadedd grisial yn cynrychioli'r priodweddau cyfeiriadol o fewn grisial, tra bod awyrennau grisial yn disgrifio awyrennau penodol o fewn y grisial. Mae cysylltiad agos rhwng y ddau gysyniad hyn mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion. Mae dewis awyrennau grisial yn effeithio'n uniongyrchol ar briodweddau ffisegol a chemegol y deunydd, tra bod cyfeiriadedd grisial yn dylanwadu ar dwf grisial a thechnegau prosesu. Mae deall y berthynas rhwng awyrennau grisial a chyfeiriadedd yn hanfodol ar gyfer optimeiddio prosesau lled-ddargludyddion a gwella perfformiad dyfeisiau.
Amser postio: Hydref-08-2024