2020-07-12
395
СТЕКЛА.
Аморфные термопласты. Химический состав – смесь оксидов.
SiO2, ZnO, Na2O, Al2O3…
Сырье – песок, глинозем, известняк.
Технология производства – нагревание до расплавления с мгновенным охлаждением со скоростью 10^5 град Цельсия в секунду.
Разновидность – сталемит – стекло с дополнительной закалкой.
Применение: конструкционный материал, изоляция, световоды.
Ситаллы.
Промежуточное вещество между керамикой и стеклом. Содержание стекла – 5-10%, все остальное – поликристалл. Применение – подложки микросхем.
Керамика.
Состав как у стекла. Кристалл или поликристалл. Технология получения – как у стекла, но охлаждают медленней.
Конденсаторная керамика.
Изоляционная керамика.
Активные диэлектрики. Пьезо- и пироэффект. Электреты.
ПЬЕЗОДИЭЛЕКТРИКИ.
Пьезоэлектрический эффект – поляризация диэлектрика под действием механического напряжения. Им обладают сегнетоэлектрики – способные самоэлектризоваться под действием электрического поля.
Рисунок 60.
Структура доменная.
|
|
|
Области применения: кондесы для низких частот, если поляризация сохраняется надолго – устройство памяти.
Пьезокерамика приобретает соответствующие свойства после длительной выдержки в электрическом поле при высокой температуре. Керамика как поликристалл применяется до частоты 10 МГц, на более высоких частотах применяются монокристаллы кварца (SiO2). Кварцевый резонатор – аналог кондесатора. Размеры кварца на 32 МГц – порядка 10мм.
Применение: микрофоны, датчики, пьезотрансформатор.
Пироэлектрики.
Пироэффект – поляризация диэлектрика при однородном по объему нагревании или охлаждении. Всегда существует обратный пьезоэффект (электроколорический).
Применеие: датчики температур.
Электеты.
Твердые диэлектрики, длительно создающие электрическое поле после предварительной поляризации.
Делят по способу формирования заряда:
6. Термоэлектреты – электризуются электрическим полем при нагревании.
7. Фотоэлектреты – электризуются освещением. Область использования: барабаны для копировальной техники.
8. Радиоэлектреты – электризуются радиоактивным излучением.
9. Электроэлектреты – электризуются разрядом в смежном газе.
10. Трибоэлектреты – электризуются трением.
Современное состояние развития диэлектрических материалов. Диэлектрические материалы микроэлектроники и наноэлектроники.
Использование диэлектриков в микроэлектронике.
Форма: обычно пленочная.
Функции:
9. Пассивация поверхности полупроводника.
10. Защита от механических повреждений.
11. Стабилизация параметров.
12. Повышение радиационной стойкости.
|
|
|
13. Изоляция элементов друг от друга.
14. Изоляция затвора в МДП – структурах.
15. Маска при диффузии и эпитаксии.
16. В качестве активной области.
Требования:
11. Хорошая адгезия к полупроводнику, металлу и фоторезисту.
12. Механическая прочность.
13. Непроницаемость для нежелательных примесей.
14. Однородность слоя.
15. Химическая стойкость, в том числе к травлению.
16. Высокие диэлектрические свойства.
17. Необходимая диэлектрическая проницаемость.
18. Согласованность с материалом подложки (например, одинаковый ТКЛР)
19. Технологичность получения.
20. Простота обработки.
Основной материал: SiO2.
