Поляризація діелектриків - Курсовая работа

Осадження плівок широко використовується при розробці елементів сучасних інтегральних схем. Діелектричні плівки використовуються для ізоляції між різними шарами в мікросхемах, в якості масок при дифузії іонній імплантації, для дифузії із легованих плівок з метою запобігти втрат з них легуючих елементів і таке інше.Якщо раніше ці матеріали використовували тільки як електричну ізоляцію то в даний час, завдяки досягненням науки, вони одержали поширення в різних галузях електротехніки, радіоелектроніки й технічної кібернетики.Діелектрики (англ. dielectric) - речовини, що погано проводять електричний струм і питомий опір яких становить 108...1017Ом·см. Звязаними зарядами є заряди, що входять в склад атомів або молекул діелектрика, заряди іонів, вкристалах з іонною ґраткою. Розглядання певного тіла як діелектрика залежить від постановки експерименту - якщо заряд, що пройшов через певне тіло малий у порівнянні з зарядами, що пройшли через інше тіло в даному експерименті, то перше тіло можна вважати діелектриком. поляризація діелектрик плівка кремнійПроцес поляризації являє собою зміну розташування в просторі часток діелектрика, що мають електричні заряди. Елементарні диполі, що представляють звязані й невіддільні один від одного молекули діелектрика, позитивні й негативні заряди яких зміщені один відносно другого, характеризуються електричним моментом p: p = q l, (1.1) де q - заряд диполя; l - відстань між зарядами. Такий момент, віднесений до одиниці обєму діелектрика, називається поляризованістю діелектрика P Залежність поляризованості P від напруженості електричного поля Е в діелектрику для більшості діелектриків має лінійний характер. Зсув зарядів у діелектрику приводить до утворення внутрішнього поля, спрямованого протилежно зовнішньому, що може бути представлено вектором електричного зсуву D.Велика кількість різних механізмів поляризації діелектриків, що мають місце в діелектриках, можна розділити на два основних види: - поляризації, що протікають під впливом електричного поля практично миттєво і не супроводжуються розсіюванням енергії, тобто без виділення тепла; поляризації, що протікають уповільнено і які супроводжуються розсіюванням енергії в діелектрику, тобто нагріванням. До першого виду відносяться електронна й іонна поляризації. Даний механізм поляризації спостерігається у всіх діелектриків незалежно від наявності в них інших видів поляризації. При підвищенні температури діелектрика у звязку з тепловим розширенням речовини і зменшенням числа часток в одиниці обєму електронна поляризація зменшується.У неполярних діелектриках поляризація встигає установитися за час значно менший, ніж час напівперіоду прикладеної напруги. У звязку з цим у цих діелектриках від частоти практично не залежить. У полярних діелектриках при підвищенні частоти відносна діелектрична проникність спочатку також залишається незмінною, але починаючи з деякої критичної частоти, коли поляризація вже не встигає установитися за один напівперіод, зменшується . f Значний вплив на величину відносної діелектричної проникності в полярних діелектриках оказує температура. При низьких температурах орієнтація дипольних молекул утруднена, тому практично не змінюється.Однак поляризаційні процеси зсуву звязаних зарядів у речовині обумовлюють появу поляризаційних струмів, чи струмів зсуву в діелектрику. Під впливом змінної напруги ці струми протікають весь час до моменту відключення напруги. Загальний струм у діелектрику можна представити у вигляді суми наскрізного й абсорбційного струмів. У діелектриках з атомними чи молекулярними ґратками електропровідність залежить тільки від наявності домішок. У твердих пористих діелектриках при поглинанні ними вологи питома провідність істотно підвищується, особливо в тих випадках, коли в діелектрику є домішки, легко розчинні у воді.Ці властивості характеризуються наступними параметрами: нагрівостійкістю, морозостійкістю, теплопровідністю і тепловим розширенням. Здатність електроізоляційних матеріалів без шкоди для них як короткочасно, так і довгостроково витримувати вплив високої температури, а також різкі зміни температури називається нагрівостійкістю. Нагрівостійкість органічних діелектриків можна визначати за початком механічних деформацій і зміною електричних характеристик.Одним із способів оцінки нагрівостійкості є спосіб Мартенса. У процесі експлуатації в діелектриках спостерігається теплове старіння - необоротне погіршення якості ізоляції при тривалому впливі підвищеної температури внаслідок повільно протікаючих хімічних процесів. Крім температури на швидкість теплового старіння можуть впливати: наявність озону чи інших хімічних реагентів, вплив електричного поля, ультрафіолетового випромінювання, механічні навантаження і т.д.Напівпровідник-матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика. Відрізняються від провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок, температури і різних видів випромінювання.

ЗМІСТ

Вступ

Розділ 1. Діелектрики

1.1 Поняття та класифікація діелектриків

1.2 Поляризація діелектриків

1.3 Основні види поляризації діелектриків

1.4 Вплив зовнішніх факторів на діелектричну проникність

1.5 Електропровідність діелектриків та діелектричні втрати

1.6 Теплові властивості діелектриків

Розділ 2. Напівпровідники

2.1 Типи провідності напівпровідників

2.2 Визначальні особливості і класифікація напівпровідників

2.3 Класифікація напівпровідників

Розділ 3. Формування діелектричних плівок на поверхні напівпровідникових пластин

3.1 Принципи технології

3.2 Отримання шарів оксиду і нітриду кремнію

3.3 Термовакуумне напилення

3.4 Реактивне іонно-плазмове розпилення

3.5 Термічне окислення

3.6 Анодне окислення

3.7 Хімічне окислення

3.8 Вимоги до діелектричних плівок

Висновки

Список використаної літератури