- •Введение
- •1. Основы молекулярно- кинетической теории (мкт).
- •1.1 Количественное выражение элементов системы.
- •1.2 Мкт газов.
- •1.3 Изопроцессы
- •1.4 Закон Авагадро.
- •1.5 Закон Дальтона.
- •1.6 Вероятный характер скорости хаотического движения.
- •1.7 Реальные газы
- •2 Термодинамика
- •2.1 Основные понятия и определения термодинамики.
- •2.2 Понятие о тд системах.
- •2.3 Законы начала термодинамики. Их использование.
- •2.4 Термохимия. Использование первого закона тд.
- •2.5 Закон Гесса.
- •2.6 Теплота образования
- •2.7. Теплота растворения
- •2.8 Теплота нейтрализации
- •2.9 Зависимость тепловых эффектов от температуры.
- •3 Второй закон термодинамики
- •3.1 Обратимые и необратимые процессы.
- •3.2 Характеристические функции тд систем.
- •3.3 Направление протекания процессов.
- •3.4 Химический потенциал
- •4.1 Закон действия масс. Константа равновесия.
- •4.2 Правило фаз
- •4.3 Общие представления о диаграммах состояния.
- •4.4 Однокомпонентные системы
- •4.5 Двухкомпонентные системы
- •4.6 Основные виды диаграмм состояния двухкомпонентных систем.
- •4.7 Термический анализ.
- •4.8 Фазовые переходы
- •5 Закон Рауля.
- •6 Физико-химические особенности процессов подготовки подложек при получении эс и микроэлектронных изделий
- •6.1 Поверхностные явления при изготовлении ис, эс
- •6.2. Технология очистки подложек для производства микроэлектронных изделий
- •6.2.1. Важность снижения уровня загрязнений
- •6.2.2. Классификация загрязнений
- •6.2.3. Источники загрязнений
- •6.3. Влияние загрязнений на характеристики микроэлектронных изделий
- •6.3.1. Механические загрязнения
- •6.3.2. Металлические загрязнения
- •6.3.3. Микронеровности поверхности
- •6.3.4. Кристаллические дефекты
- •6.4. Механические загрязнения на поверхности полупроводниковых пластин
- •6.4.1. Адгезия механических частиц на поверхность полупроводниковых пластин
- •6.4.2. Удаление загрязнений с поверхности пластин в процессах химической обработки
- •6.4.3. Очистка поверхности подложек в перекисно-аммиачном растворе
- •6.5. Методы исследования состояния и характеристик поверхности подложек
- •6.5.1. Методы анализа частиц на поверхности пластин
- •6.5.2. Методы анализа органических загрязнений на поверхности пластин
- •6.5.3. Методы анализа металлических загрязнений на поверхности пластин
- •6.5.4. Методы исследования рельефа поверхности подложек
- •6.6. Технологические процессы очистки поверхности полупроводниковых пластин
- •6.6.1. "Жидкостная" химическая обработка
- •6.6.2. Методы проведения "жидкостной" химической обработки
- •6.6.3. "Сухая" химическая обработка
- •6.7. Проблемы очистки поверхности полупроводниковых пластин
- •6.7.1. Влияние химической обработки на шероховатость поверхности Si пластин
- •6.7.2. Проблемы нежелательного формирования слоев оксида на поверхности кремниевых пластин
- •6.7.3. Органические загрязнения на поверхности полупроводниковых пластин
- •7. Физико-химические аспекты получения многослойных структур
- •7.1. Имплантация ионов водорода в кремниевые пластины
- •7.2. Особенности технологии прямого сращивания подложек
- •7.3. Сращивание пластин, покрытых SiO2
- •7.4. Состояние сращенных пластин
- •7.5. Плоскостность пластин
- •7.6. Утончение сращенных пластин
- •7.7. Микродефекты сращенных структур
- •7.8. Радиационные свойства многослойных структур
- •7.9. Движение и залечивание пор на границе сращивания стандартных пластин кремния
- •7.9.1. Скорость движения пор, связанных с диффузионными потоками в объеме матрицы, в поле температурного градиента
- •7.9.2. Скорость перемещения пор за счет диффузии атомов на ее поверхности в поле температурного градиента
- •7.9.3. Скорость перемещения пор за счет диффузии атомов в объеме в поле температурного градиента
- •7.9.4. Скорость движения пор в неоднородном поле напряжений при разных механизмах перемещения
- •7.9.5. Диффузионное движение пор вблизи границы кристалла, обусловленное поверхностной диффузией
- •7.9.6. Диффузионное движение пор под действием сил со стороны дислокаций
- •7.9.7. Рекристаллизация, спекание и залечивание пор
- •7.10. Пористый кремний в технологии прямого соединения
- •7.10.1. Теория и экспериментальные исследования заращивания пористых слоев
- •7.10.2 Осаждение слоев кремния на стенках пор и капилляров из парогазовых смесей
- •8. Исследование физико-химических свойств многослойных структур
- •8.1. Определение энергии связи прямого связывания пластин кремния методом генерации трещины между поверхностями сращивания
- •8.2. Исследование многослойных структур и материалов, используемых в процессе их производства эс, методами позитронной аннигиляционной спектроскопии
- •8.2.1. Сущность и особенности методов позитронной аннигиляционной спектроскопии
- •8.2.2. Теория метода ураф и результаты исследований
- •8.2.3. Определение концентрации электронов np в зоне проводимости металлов
- •8.2.4. Исследование полупроводников методом пас
- •8.3. Исследование поверхности пластин
- •8.3.1. Метод масс-спектрометрического исследования процесса термодесорбции с поверхности кремниевых пластин
- •8.3.2. Измерения контактной разности потенциалов подложек
- •8.3.3. Влияние адсорбции на электронные свойства поверхности твердых тел
- •Список литературы к главе 8
2.5 Закон Гесса.
Закон получен и проверен экспериментальным путем в 1836 году и оказалось, что он вытекает из первого начала ТД, поэтому этот закон был положен в основу ТХ. Согласно закону Гесса ТЭ химической реакции не зависит от промежуточной стадии и определяется только начальной и конечной стадиями системы. Закон был получен анализом тепловых эффектов (ТЭ) при постоянной температуре с определенными изменениями двух функций состояния внутренней энергии и энтальмии. Если из заданных исходных продуктов можно получить разными путями конечные продукты, то независимо от промежуточных реакций суммарный тепловой эффект будет одним и тем же при постоянном давлении и объеме.
С + О2 = СО2 + Q1
C + ½* О2 = CО + Q2
CО + ½* О2 = СО2 + Q3
Под одинаковым состоянием подразумевают полное тождество по хим. Составу по условиям существования (T, p, V), по агрегатному состоянию и т.д. По закону Гесса тепловой эффект превращения С в СО2 должен быть равен суммарному тепловому эффекту при сжигании через окись углерода, т.е. Q1 = Q2 + Q3 . С помощью закона Гесса можно установить тепловой эффект реакции экспериментальное определение которых представляет большие трудности. Для этих целей используют следствия из закона Гесса:
Тепловой эффект разложения какого либо химического соединения равен по абсолютной величине и противоположен по знаку тепловому эффекту образования этого соединения.
Если совершаются 2 реакции приводящие из различных начальных состояний к одинаковым конечным, то разница между тепловыми эффектами представляет собой тепловой эффект перехода из одного начального состояния в другое.
Если совершаются 2 реакции приводящие из одинаковых начальных состояний к различным конечным, то разница между их тепловыми эффектами представляет собой тепловой эффект перехода из одного конечного состояния в другое.
2.6 Теплота образования
Когда из простого вещества образуется какое-либо соединение то процесс сопровождается тепловым эффектом, количество теплоты разное для разных соединений. Теплотой образования (ТО) принято называть тепловой эффект в реакции образования одного моля данного соединения, а за стандартную ТО принято ТО соединения отнесенное к нормальной температуре и нормальному давлению. Практическое значение ТО состоит в том, что по ней можно проводить термохимические расчеты, позволяющие определить ТО при других значениях параметров состояния (эта теплота не определяет собой энергию связи между атомами, а описывает макросистему через их макропараметры).
Тепловой эффект реакции равен разности между суммой теплот образования конечных продуктов и суммой ТО исходных веществ, с учетом коэффициентов при формулах уравнения реакций.
Таким образом зная теплоты образования всех веществ участвующих в реакции можно определить ТЭ этой реакции. При этом необходимо помнить: что для реакций в которых участвуют простые вещества теплота их образования условно принято равной нулю.
Пример:
S + O2 = SO2 + 70,94 ккал
2Cu + S = Cu2S + 19,0 ккал
2Cu + ½*O2 = Cu2O + 39,89 ккал
Можно определить тепловой эффект реакции:
2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2 + Q
1*70,94 + 6*0 – 1*19,0 – 2*39,9 = - 27,66 ккал
Это можно проверить, если из 1) вычесть 2) затем вычесть уравнение 3).
Однако для многих соединений не удается осуществить реакцию образования их из простых веществ и нельзя измерить теплоту образования, но в большинстве случаев удается осуществить реакцию полного сгорания. Определяемая при этом теплота сгорания может быть использована в термохимических расчетах.
Теплотой сгорания называется основной эффект реакции конечного сгорания одного моля данного соединения до образования высших окислов (это определяется экспериментально).
Стандартной теплотой сгорания называется теплота сгорания (ТС) отнесенная к нормальным условиям. Практическое значение ТС состоит в том, что по ней определяется ТЭ реакции, о чем гласит пятое следствие закона Гесса.
5. Тепловой эффект (ТЭ) реакции равен разности между изменением теплот сгорания конечных продуктов с учетом коэффициентов при формулах этих веществ в уравнении реакции.
Пример: определить Q (CH4):
С+2Н2=СН4+Q
если известно:
C+O2=CO2+94,05 Ккал
Н2+0,5О2=Н2О+68,32 Ккал
СН2+ 2O2= CO2+2Н2О+211,93 Ккал
Т.е. Q=1*94,05+2*68,32-1*211,93=18,76 Ккал.