Студопедия — Термодинамика, кинетика и механизм физико-химических процессов при травлении.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Термодинамика, кинетика и механизм физико-химических процессов при травлении.






Термодинамика травления: ΔG=ΔH-TΔS. Например, реакция травления аморфного оксида кремния является эндотермической (ΔН = +11 ккал/моль): SiO2тв + 6HFж → Н2SiF6 + 2H2O.

Кинетика растворения твердых тел.

Растворение твердого тела происходит в несколько стадий: подвод частиц растворителя к поверхности, контактирование и физико-химическое взаимодействие этих частиц с поверхностью, отвод продуктов реакции от поверхности.

Эффективное время полного растворения вещества определяется из соотношения где m – количество вещества в данном направлении с единицы поверхности для рассматриваемой стадии; ji – скорости растворения.

При многостадийной реакции эффективное время определяется, той стадией, которая имеет минимальное значение jmin. Такая стадия является лимитирующей: .

Диффузионная кинетика растворения определяется скоростями подвода реагента к поверхности взаимодействия и удаления продуктов реакции. Скорость растворения описывается кинетическим уравнением , где D – коэффициент диффузии растворяемого вещества; δ – толщина диффузионного слоя; СS – концентрация насыщенного раствора у поверхности твердого тела; СV – концентрация растворяемого вещества в объеме раствора; βm – коэффициент массопереноса реагента.

Существуют два механизма переноса: молекулярная диффузия и конвекция. Решение кинетическим уравнения имеется только для частных случаев. Скорость растворения для вращающегося диска , где νв – кинематическая вязкость раствора; n – число оборотов диска в 1 с.

Для растворяемой пластины, расположенной вертикально, скорость растворения , где g – ускорение силы тяжести; h – высота пластины.

Скорость растворения твердых тел с учетом двух основных стадий (поверхностной реакции и диффузии): . Поскольку в начале концентрация растворенного вещества СV = 0, то скорость будет максимальной. Со временем СV увеличивается и скорость растворения падает.

Толщина диффузионного слоя δ характеризует условие растворения у поверхности. Для вертикально стоящей пластины: Оптимальное условие растворения – когда jR = jD. Температура при которой jR = jD называется критической Ткр. При этом критическая энергия активации: ; ; , где NA – число Авогадро; ρ – плотность металла; M – молярная масса; k – постоянная Больцмана; ΘD – характеристическая дебаевская температура; h – постоянная Планка.

 

Основные типы изоторопного и анизотропноо жидкостного (мокрого) травления:

1)HNA: Si + HNO3 + 6HF → H2SiF6 + HNO2 + H2O + H2

Кремний на аноде Травитель

Кремний на катоде

2) Гидродксидный (КОН) метод

3) ЭДП –метод (этилендиамин-пирокатехол)

4) ТМАН-метод (тетраметиламмоний гидроксд)

Анизотропное травление кремния:

Кристаллическая решётка кремния - кубическая гранецентрированная типа алмаза:

Кристаллографические плоскости кубической решетки

Влияние ориентации на относительную скорость травление кремния.

Формы канавок, получаемых с помощью АТ на кремнии ориентацией (100)

 

Для анизотропного травления кремния наиболее широко используются водные растворы гидроксида тетраметиламмония (Tetramethylammonium hydroxide,ТМАН) и калия (КОН). В случае КОН травление в плоскости <111> в 400 раз медленнее, чем в плоскости <100>. Анизотропное травлении кремниевых пластин (100), ограничиваемое только плоскостью <111>, обеспечивает усеченную пирамидальную форму области травления с углом наклона стенок 54,7О и плоским дном. При длительном травлении формируется V-образная канавка до пересечения двух плоскостей <111>. При изотропном травлении формируется округленная форма.

 

1.

а) б)

Анизотропное (а) и изотропное (б) травление кремния (100)

 







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1659. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...

Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...

Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества   Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...

Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...

Значення творчості Г.Сковороди для розвитку української культури Важливий внесок в історію всієї духовної культури українського народу та її барокової літературно-філософської традиції зробив, зокрема, Григорій Савич Сковорода (1722—1794 pp...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия