Mae awyrennau crisial a chyfeiriadedd crisial yn ddau gysyniad craidd mewn crisialograffeg, sy'n gysylltiedig yn agos â'r strwythur crisial mewn technoleg cylched integredig sy'n seiliedig ar silicon.
1. Diffiniad a Phriodweddau Cyfeiriadedd Grisial
Mae cyfeiriadedd grisial yn cynrychioli cyfeiriad penodol o fewn grisial, a fynegir fel arfer gan fynegeion cyfeiriadedd grisial. Diffinnir cyfeiriadedd grisial trwy gysylltu unrhyw ddau bwynt dellt o fewn strwythur y grisial, ac mae ganddo'r nodweddion canlynol: mae pob cyfeiriadedd grisial yn cynnwys nifer anfeidraidd o bwyntiau dellt; gall cyfeiriadedd grisial sengl gynnwys cyfeiriadedd grisial cyfochrog lluosog sy'n ffurfio teulu cyfeiriadedd grisial; mae'r teulu cyfeiriadedd grisial yn cwmpasu pob pwynt dellt o fewn y grisial.
Mae arwyddocâd cyfeiriadedd crisial yn gorwedd wrth nodi trefniant cyfeiriadol atomau o fewn y grisial. Er enghraifft, mae cyfeiriadedd y grisial [111] yn cynrychioli cyfeiriad penodol lle mae cymhareb taflunio'r tair echelin gyfesurynnau yn 1:1:1.
2. Diffiniad a Phriodweddau Planau Grisial
Plân grisial yw plân trefniant atomau o fewn grisial, a gynrychiolir gan fynegeion plân grisial (mynegeion Miller). Er enghraifft, mae (111) yn dangos bod cilyddion rhyngdoriadau'r plân grisial ar yr echelinau cyfesurynnau yn y gymhareb o 1:1:1. Mae gan y plân grisial y priodweddau canlynol: mae pob plân grisial yn cynnwys nifer anfeidraidd o bwyntiau dellt; mae gan bob plân grisial nifer anfeidraidd o blanau paralel sy'n ffurfio teulu o blanau grisial; mae teulu'r plân grisial yn cwmpasu'r grisial cyfan.
Mae pennu mynegeion Miller yn cynnwys cymryd rhyng-gipiadau'r plân grisial ar bob echelin gyfesurynnau, dod o hyd i'w cilyddion, a'u trosi i'r gymhareb gyfanrif leiaf. Er enghraifft, mae gan y plân grisial (111) ryng-gipiadau ar yr echelinau x, y, a z yn y gymhareb o 1:1:1.
3. Y Berthynas Rhwng Planau Grisial a Chyfeiriadedd Grisial
Mae awyrennau crisial a chyfeiriadedd crisial yn ddwy ffordd wahanol o ddisgrifio strwythur geometrig crisial. Mae cyfeiriadedd crisial 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 normal plân grisial (h.y., y fector sy'n berpendicwlar i'r plân hwnnw) yn cyfateb i gyfeiriadedd grisial. Er enghraifft, mae fector normal y plân grisial (111) yn cyfateb i gyfeiriadedd grisial [111], sy'n golygu bod y trefniant atomig ar hyd y cyfeiriad [111] yn berpendicwlar i'r plân hwnnw.
Mewn prosesau lled-ddargludyddion, mae dewis awyrennau crisial yn effeithio'n fawr ar berfformiad dyfeisiau. Er enghraifft, mewn lled-ddargludyddion sy'n seiliedig ar silicon, yr awyrennau crisial a ddefnyddir yn gyffredin yw'r awyrennau (100) a (111) oherwydd bod ganddynt drefniadau atomig gwahanol a dulliau bondio mewn gwahanol gyfeiriadau. Mae priodweddau fel symudedd electronau ac egni arwyneb yn amrywio ar wahanol awyrennau crisial, 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 crisial a phlanau crisial yn cael eu cymhwyso mewn sawl agwedd:
Twf Grisial: Mae crisialau lled-ddargludyddion fel arfer yn cael eu tyfu ar hyd cyfeiriadau crisial penodol. Mae crisialau silicon fel arfer yn tyfu ar hyd y cyfeiriadau [100] neu [111] oherwydd bod y sefydlogrwydd a'r trefniant atomig yn y cyfeiriadau hyn yn ffafriol ar gyfer twf crisial.
Proses Ysgythru: Mewn ysgythru gwlyb, mae gan wahanol awyrennau crisial gyfraddau ysgythru amrywiol. Er enghraifft, mae'r cyfraddau ysgythru ar awyrennau (100) a (111) silicon yn wahanol, gan arwain at effeithiau ysgythru anisotropig.
Nodweddion Dyfais: Mae symudedd electronau mewn dyfeisiau MOSFET yn cael ei effeithio gan y plân grisial. Yn nodweddiadol, mae'r symudedd yn uwch ar y plân (100), a dyna pam mae MOSFETs modern sy'n seiliedig ar silicon yn defnyddio wafferi (100) yn bennaf.
I grynhoi, mae awyrennau crisial a chyfeiriadau crisial yn ddwy ffordd sylfaenol o ddisgrifio strwythur crisialau mewn crisialograffeg. Mae cyfeiriadedd crisial yn cynrychioli'r priodweddau cyfeiriadol o fewn crisial, tra bod awyrennau crisial yn disgrifio awyrennau penodol o fewn y grisial. Mae'r ddau gysyniad hyn yn gysylltiedig yn agos mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion. Mae dewis awyrennau crisial yn effeithio'n uniongyrchol ar briodweddau ffisegol a chemegol y deunydd, tra bod cyfeiriadedd crisial yn dylanwadu ar dwf a thechnegau prosesu crisial. Mae deall y berthynas rhwng awyrennau crisial a chyfeiriadau yn hanfodol ar gyfer optimeiddio prosesau lled-ddargludyddion a gwella perfformiad dyfeisiau.
Amser postio: Hydref-08-2024