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: 1724. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


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...

Выработка навыка зеркального письма (динамический стереотип) Цель работы: Проследить особенности образования любого навыка (динамического стереотипа) на примере выработки навыка зеркального письма...

Словарная работа в детском саду Словарная работа в детском саду — это планомерное расширение активного словаря детей за счет незнакомых или трудных слов, которое идет одновременно с ознакомлением с окружающей действительностью, воспитанием правильного отношения к окружающему...

Правила наложения мягкой бинтовой повязки 1. Во время наложения повязки больному (раненому) следует придать удобное положение: он должен удобно сидеть или лежать...

Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия