Химического воздействия

Например, операция химического травления, которая широко используется в технологии РЭА как при производстве ПП, так и при производстве ИС. Режимы оборудования в этой операции — температура травления, тип травителя, размеры ванны или реактора, а также толщина и материал травящейся пленки — выбираются заранее и остаются неизменными в процессе операции. Однако скорость травления, которая в значительной степени определяет конечный результат (удаление материала, минимальное искажение размеров, селективность действия травителей и др.), меняется вследствие изменения во времени таких воздействий, как концентрация частиц травителя у поверхности твердой фазы, изменения температуры поверхности из-за выделения тепла при реакции, различной кинетики травления по глубине материала. Если рассматривать операцию травления как процесс, происходящий именно на поверхности твердой фазы, то все эти переменные воздействия можно считать внешними.

9.15. Устройство для электрохимического травления печатных плат:

Широкое применение электрохимического травления сдерживается неравномерностью удаления металла по плоскости платы, что приводит к образованию невытравленных островков и прекращению процесса. Индивидуальный токопровод, медленное погружение платы в электролит, совмещение электролитического процесса с последующим химическим не обеспечивают его эффективность. Полностью реализовать преимущества электрохимического метода позволяют подвижные носители заряда, которые представляют собой частицы графита, расположенные в суспензированном электролите. Эти частицы принимают заряд с анода и переносят его на поверхность меди, переводя последнюю в ионную форму. Устройство с подвижными носителями заряда приведено на 9.15 и состоит из электролитической ячейки и травильной камеры, между которыми прокачивается электролит. Электролит содержит серную кислоту (50... 100 г/л) с добавкой CuSO4 (до 10%) и взвешенный активированный уголь (массовое содержание 15...30%) с размером частиц 10...50 мкм. Использование электрохимического травления сводит к минимуму боковое подтравлива-ние токопроводящих дорожек и обеспечивает разрешающую способность, равную 70... 100 мкм, но стоимость технологического оборудования превышает стоимость машин для химического травления.

Химическое травление осуществляется в подходящем для данного полупроводникового материала травителе в течение фиксированного интервала времени. Этот метод успешно используется для легированного арсенида галлия. К недостаткам химического травления относится зависимость скорости травления от температуры,, ориентации образца и нарушений кристаллической структуры, ионно-легированных слоев.

готовленные с помощью ультразвуковой резки или химического травления ( 2.1). Образцу и боковым отросткам придают гантелеобразную форму. При этом технология изготовления контактов упрощается, облегчаются операции металлизации и вплавления. Такие контакты не искажают линии тока в образце и за счет большой площади имеют малое сопротивление контакта и более низкий уровень шума. Наличие нескольких боковых отростков позволяет одновременно с ЭДС Холла измерять удельное сопротивление образца. При измерении параметров диффузионных и эпитаксиальных слоев можно использовать стандартную технологию с применением фотолитографии.

Так как коэффициент поглощения а в коротковолновой области за краем собственного поглощения достигает больших значений (104 — 105 см~'), то для исследований необходимы образцы толщиной примерно 10~4 — 10"5 см. Изготовление образцов такой толщины обычными способами механической шлифовки и полировки представляет собой довольно сложную задачу. Наименьшая толщина образца, которую можно получить путем механической обработки для многих полупроводниковых кристаллов, составляет примерно 1 мкм. С помощью последующего химического травления это значение может быть уменьшено. Получение тонких образцов производят методами вакуумного напыления или по технологии производства монокристаллических эпитаксиальных слоев. Для кристаллов, обладающих слоистой структурой, тонкие образцы можно получить путем отщепления поверхностного слоя с помощью наклеенной на поверхность кристалла пленки.

Для выполнения экспериментальных измерений отражения требуются поверхности очень хорошего качества. После механической шлифовкч и полировки поверхности не годятся для проведения измерений. Удаление нарушенного поверхностного слоя с помощью химического травления ухудшает <г лоокостность, увеличивая уровень диффузного отражения поверхности. Поэток у требуется тщательный подбор химических травителей для каждого полупроводникового мате-риала. В ряде случаев для измерений отражения пригодны поверхности, полученные .путем скалывания, эпитаксиального выращивания, а также нанесением-вещества в вакууме.

Методы химической обработки многообразны: жидкостное химическое и электрохимическое травление, газовое травление, плазмохимические методы, которые благодаря высокой чистоте получаемой поверхности, управляемости и возможностям применения автоматизации в настоящее время получают все большее распространение. Для химического травления и очистки подложек перед процессом эпитаксиального наращивания используют высокотемпературное травление в потоке активных газов. Эту обработку и процесс эпитаксиального роста можно проводить в одном и том же аппарате.

§ 2.1. Кинетика процесса химического травления

Большинство химических процессов, связанных с очисткой поверхности полупроводника, выявлением его структурных или других дефектов, удалением материала, относятся к разряду процессов химического травления.

Экспериментальное определение лимитирующей стадии процесса часто связано со значительными трудностями. Наиболее достоверные результаты дают калориметрическое определение реальной энергии активации процесса травления и сопоставление ее с известными значениями энергии активации (энтальпии или свободной энергии) для диффузионных сорбционных процессов или непосредственно химической реакции. Как правило, энергия активации химической реакции существенно превышает энергию активации диффузии или тем более сорбционных процессов даже в случае хемосорбции. Однако в зависимости от типа обрабатываемого материала и состава травителя эти значения могут изменяться в широких пределах, которые часто перекрываются. Поэтому для выявления лимитирующей стадии процесса таким способом исследователь должен обладать большим опытом в области химического травления полупроводников.

гарантированной точностью; влияние физических параметров контролируемой и окружающей среды — температуры, давления, плотности, влажности на нормальную работу датчика; разрушающее влияние на датчик контролируемой и окружающей среды вследствие абразивных свойств ее, химического воздействия и т. д.; наличие в месте установки датчика недопустимых для его нормального функционирования вибраций, магнитных и электрических полей, радиоактивных излучений и др.; возможность применения датчика с точки зрения требований пожаро- и взрыво-безопасности; расстояние, на которое может быть передана информация, выделяемая датчиком; предельные значения измеряемой величины и других параметров среды.

Специфическим видом электротравм является металлизация кожи — так называется пропитывание кожи мельчайшими частицами металла, разрушающегося и проникающего в кожу на месте контакта под влиянием механического или химического воздействия тока. При возникновении электрической дуги металл токоведущей части, где возникла дуга, испаряясь, механически заносится в глубь кожи и осаждается в ней, придавая коже своеобразную окраску. Металлизация возможна также и при плотном прикосновении кожи к токоведущей части без образования электрической дуги вследствие электролитического действия тока.

Через несколько лет тот же Ф. Сальва (1802) и немецкий ученый С. Т. Земмеринг (1809) предложили передавать буквы по проводам на основе химического воздействия тока на жидкость. «Приемное устройство» С. Т. Земмеринга содержало 35 колб с водой и соответствующее число проводов. Позднее число проводов было уменьшено до 8.

Термическая обработка (ТО) — это процесс теплового воздействия на детали преимущественно из металлов и их сплавов с целью изменения структуры и свойств исходного материала без изменения его химического состава. Сочетание химического воздействия с тепловым на-лывают химико-термической обработкой (ХТО). При X ТО изменяется

Регистрация информации в ПУ безударного действия осуществляется в результате того или иного электро-физико-химического воздействия на специальные воспринимающие поверхности (материалы). Причем некоторые из этих материалов могут быть использованы в качестве основных (окончательных) носителей информации, а другие — в качестве промежуточных, изображение знаков с которых переносят на обычную бумагу или другие материалы.

По'ливинилацетатные смолы — полимеры жидкого винилацетата, получаемого в результате химического воздействия ацетилена и уксусной кислоты. Сравнительные свойства поливйнилаце-тата и его производных указаны в табл. 5.7.

дыми. В последнее время введено более дифференцированное подразделение припоев на низкотемпературные с Гпл <; 145° С; легкоплавкие, для .которых 145 <; Гпл sg 450° С; среднеплавкие с Тпл = 500-*--f- 1100° С; высокоплавкие с Гпл•= 1150— 1850° С и тугоплавкие с Тпл > 1850° С. При пайке на воздухе обычно используют дополнительные вещества — флюсы. Они предназначаются для очистки* паяемой поверхности и припоя от загрязнений и продуктов окисления и для защиты от химического воздействия окружающей среды. В некоторых случаях флюсы улучшают растекание жидкого припоя и уменьшают поверхностное натяжение. Техника пайки непрерывно совершенствуется и одновременно 'расширяется номенклатура припоев. Рассмотрим основные группы: а) на основе олова, свинца, кадмия (табл. 21.2); б) на основе цинка и в) на основе серебра и меди.

В большинстве случаев корпус интегральной микросхемы должен быть герметичным. Внутренняя среда в нем не должна сказываться на его рабочих характеристиках и надежности. Корпус должен защищать действующий прибор или микросхему от внешних воздействий, влияния света либо другого внешнего излучения. Следует предотвращать возможность химического воздействия на корпус внешней среды, например, кислорода или влажности.

Химическое изнашивание происходит в результате коррозии — химического воздействия рабочих сред на материал деталей арматуры. В результате образуются химические соединения с низкими механическими свойствами, которые разрушаются под действием силовых нагрузок или вымываются рабочей средой. В конденсате и питательной воде АЭС могут быть растворены соли и газообразные вещества: кислород воздуха, углекислота, азот, аммиак, водород, радиолитический кислород, радиоактивные благородные газы (РБГ — ксенон, криптон, аргон) и др. Однако коррозию металла оборудования вызывают лишь растворы солей, кислород и углекислота. Для удаления солей питательную воду обессоливают, а для удаления коррозионно-активных газов воду деаэрируют химически или термически. Основным методом является термическая деаэрация, заключающаяся в нагреве воды до температуры кипения. Несмотря на обессоливание и деаэрацию, в воде остается некоторое количество веществ, которые вызывают коррозию металлов, в результате чего образуются окислы, оседающие на стенках оборудования, в том числе и на арматуре. В первом контуре окислы, проходя активную зону реактора, приобретают радиоактивные свойства. Вода проявляет активное коррозионное действие: уже через два часа пребывания стали в воде на поверхности металла можно обнаружить следы коррозии.

Свинцовые, алюминиевые или поливинилхлоридные оболочки надо защитить от механических повреждений. Для этого на оболочку накладывают броню из стальных лент или проволок. Алюминиевая оболочка и стальная броня в свою очередь подлежат защите от коррозии, химического воздействия и блуждающих в земле токов. Для этого между оболочкой и броней, а также поверх брони накладывают внутренний и внешний защитные покровы. Внутренний защитный покров (или подушка под броней)—• это джутовая прослойка из хлопчатобумажной пропитанной пряжи или из кабельной сульфатной бумаги. Поверх этой бумаги накладывают еще две поливинилхлоридные ленты. Наружный защитный покров — также из джута, пропитанного антикоррозионным составом. Для прокладки в туннелях и других местах, опасных в пожарном отноше-

Трассы кабельных коммуникаций должны быть защищены от механических повреждений, химического воздействия, коррозии, вибраций, перегрева, от блуждающих токов и от повреждений дугой при замыканиях в соседних кабелях.

Изделия из технической керамши в процессе эксплуатации в той или иной степени взаимодействуют с твердыми, жидкими или газообразными средами. В условиях широкого применения керамики возможно практически неограниченное количество случаев и вариантов химического воздействия на нее различных веществ или их сочетаний. Наиболее значительными случаями химического взаимодействия между керамикой и другими веществами являются: