I piani cristallini è l'orientazione di i cristalli sò dui cuncetti fundamentali in cristallografia, strettamente ligati à a struttura cristallina in a tecnulugia di i circuiti integrati basati nantu à u siliciu.
1. Definizione è Proprietà di l'Orientazione Cristalli
L'orientazione di u cristallu rapprisenta una direzzione specifica in un cristallu, tipicamente espressa da indici d'orientazione di u cristallu. L'orientazione di u cristallu hè definita cunnettendu dui punti di reticolo qualsiasi in a struttura cristallina, è hà e seguenti caratteristiche: ogni orientazione di u cristallu cuntene un numeru infinitu di punti di reticolo; una orientazione di cristallu unica pò esse custituita da parechje orientazioni di cristallu parallele chì formanu una famiglia d'orientazione di u cristallu; a famiglia d'orientazione di u cristallu copre tutti i punti di reticolo in u cristallu.
L'impurtanza di l'orientazione di u cristallu stà in l'indicazione di a dispusizione direzionale di l'atomi in u cristallu. Per esempiu, l'orientazione di u cristallu [111] rapprisenta una direzzione specifica induve i rapporti di pruiezione di i trè assi di coordinate sò 1:1:1.
2. Definizione è Proprietà di i Piani Cristallini
Un pianu cristallinu hè un pianu di disposizione di l'atomi in un cristallu, rapprisintatu da indici di u pianu cristallinu (indici di Miller). Per esempiu, (111) indica chì i reciproci di l'intercette di u pianu cristallinu nantu à l'assi di coordinate sò in u rapportu di 1:1:1. U pianu cristallinu hà e seguenti proprietà: ogni pianu cristallinu cuntene un numeru infinitu di punti di reticolo; ogni pianu cristallinu hà un numeru infinitu di piani paralleli chì formanu una famiglia di piani cristallini; a famiglia di piani cristallini copre tuttu u cristallu.
A determinazione di l'indici di Miller implica piglià l'intercette di u pianu cristallinu nantu à ogni asse di coordinate, truvà i so reciproci è cunvertisceli in u più chjucu rapportu interu. Per esempiu, u pianu cristallinu (111) hà intercette nantu à l'assi x, y è z in u rapportu di 1:1:1.
3. A relazione trà i piani cristallini è l'orientazione cristallina
I piani cristallini è l'orientazione cristallina sò dui modi diffirenti di discrive a struttura geometrica di un cristallu. L'orientazione cristallina si riferisce à a disposizione di l'atomi longu una direzzione specifica, mentre chì un pianu cristallinu si riferisce à a disposizione di l'atomi nantu à un pianu specificu. Quessi dui anu una certa currispundenza, ma rapprisentanu cuncetti fisichi diffirenti.
Relazione chjave: U vettore nurmale di un pianu cristallinu (vale à dì, u vettore perpendiculare à quellu pianu) currisponde à una orientazione cristallina. Per esempiu, u vettore nurmale di u pianu cristallinu (111) currisponde à l'orientazione cristallina [111], vale à dì chì a disposizione atomica longu a direzzione [111] hè perpendiculare à quellu pianu.
In i prucessi à semiconduttori, a selezzione di i piani cristallini influenza assai e prestazioni di i dispositivi. Per esempiu, in i semiconduttori à basa di siliciu, i piani cristallini cumunemente usati sò i piani (100) è (111) perchè anu diverse disposizioni atomiche è metudi di legame in diverse direzzioni. Proprietà cum'è a mobilità elettronica è l'energia superficiale varianu secondu i diversi piani cristallini, influenzendu e prestazioni è u prucessu di crescita di i dispositivi à semiconduttori.
4. Applicazioni pratiche in i prucessi di semiconduttori
In a fabricazione di semiconduttori à basa di siliciu, l'orientazione di i cristalli è i piani cristallini sò applicati in parechji aspetti:
Crescita di i Cristalli: I cristalli semiconduttori sò tipicamente cresciuti longu à orientazioni cristalline specifiche. I cristalli di siliciu crescenu più comunemente longu à l'orientazioni [100] o [111] perchè a stabilità è a disposizione atomica in queste orientazioni sò favurevuli per a crescita di i cristalli.
Prucessu di incisione: In l'incisione umida, i diversi piani di cristallu anu velocità di incisione variabili. Per esempiu, e velocità di incisione nantu à i piani (100) è (111) di u siliciu sò diverse, risultendu in effetti di incisione anisotropi.
Caratteristiche di u dispusitivu: A mobilità elettronica in i dispusitivi MOSFET hè influenzata da u pianu cristallinu. Tipicamente, a mobilità hè più alta nantu à u pianu (100), per quessa i MOSFET muderni à basa di siliciu utilizanu soprattuttu wafer (100).
In riassuntu, i piani cristallini è l'orientazioni di i cristalli sò dui modi fundamentali per discrive a struttura di i cristalli in cristallografia. L'orientazione di u cristallu rapprisenta e proprietà direzionali in un cristallu, mentre chì i piani cristallini descrivenu piani specifichi in u cristallu. Quessi dui cuncetti sò strettamente ligati in a fabricazione di semiconduttori. A selezzione di i piani cristallini hà un impattu direttu nantu à e proprietà fisiche è chimiche di u materiale, mentre chì l'orientazione di u cristallu influenza a crescita è e tecniche di trasfurmazione di i cristalli. Capisce a relazione trà i piani cristallini è l'orientazioni hè cruciale per ottimizà i prucessi di i semiconduttori è migliurà e prestazioni di i dispositivi.
Data di publicazione: 8 ottobre 2024