Способ получения демпфирующей полупроводниковой струны

(71) Заявитель еский институт оронежский пол Я .ДЕМПФИРУЮЩЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВО СТРУНЫ) СПОСОБ ПОЛ Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для изготовления полупроводникойых материалов и приборов. Известен способ получения демпфирующих полупроводниковых струн, в котором высокую демпфирующую способность полупроводниковой струне сообщают методом пластической деформации при высокой (ФЭООК) температуре и одноосной нагрузке одного знака; растяжения или сжа тия, итиба или кручения, те. внешней демпфирующей силе, не меняющей своего знака на противоположный. Способ отли чается простотой технологических прие мов и быстротой получения демпфирующей полупроводниковой струны, быстротой контроля качества выполненных работ 13,форар". прак Однако демпфирующие полупро вые струны, полученные этим,спос обладают узким диапазоном рабоч ператур и нестабильностью харак Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения демнфирующей полупроводниковой струны путем ее пластической дефор мании растяжением, изгибом, сжатием, :кручением при высокой ( 900 К) тем пературе. Пластическую деформацию осу" ществляют под действием статической нагрузки одного знака, т.е. когда де мирующая сила не меняет своего знак в течение всего времейи деформации струны. При этом в образец вводятся дислокапии, которые обеспечивают ему деми фирующие свойства 23. ванные по этомуповышенную демотносительноНапример, длян иэ кремния э70 ОК, а для геВ важном дляоне температурныебездн,"ока Однако деформиро собу образцы имеют Рующую способность диапазоне температур лупроводниковых стру диапазон лежит выше мания - выше 600 К. тнческих целей диапаз 250-500 К, как исход3 . 9761ные) так и предварительно пластическидеформированные струны, т.е. заведомосодержащие дислокации, мало рассеиваютэнергию упругих колебаний и обладаютмалой демпфирующей способностью, Последнее обусловлено тем, что при известномспособе деформирования дислокации располагаются обычно в долинах Пайерлса и вдиапазоне 250-500 К "заморожены",практически неподвижны ввиду высоких 10потенциальных барьеров кристаллическойрешетки полупроводника. Это существенно ограничивает область практическогоиспользования таких кристаллов.Целью изобретения является расширение диапазона рабочих температур демп- .фирующей способности полупроводниковойструны.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения демпфирующей полупроводниковой струны на основенитевидного кристалла кремния или германия путем пластической деформации его под воздействием статической нагрузки растяжения одного знака, пластическую 25 деформацию нитевидного кристалла осуществляют при одновременном воздействии на него статической нагрузки одного знака растяжения и циклической энакопеременной нагрузки кручения.или из- зо гиба. П р и м е р. Исследование проводятна монокристаллах кремния нитевиднойформы ( нитевидных кристаллах НК) р-тнпа.35с удельным сопротивлением "0,1 Ом см,размеры которых н (1-3)0,03 х 0,03 мм.,Образцы деформируют в вакууме 5-310 Па при температурах выше -1100 К при одновременном воздействии осевой нагрузки растяжением (6 р 1-15 Я/мьР) и знакопеременной циклической нагрузки амплитудой ь = 3-30 Н/мм, НК помеащают в универсальную установку для исследования комплекса механических свойств, размещенную на тарели напылительного вакуумного поста. Кристалл к захватам машины жестко крепится керамическим клеем. По достижении необходимой температуры кристалл пластически 50 деформируют при одновременном действии двух нагрузок: статической нагрузке растяжения и циклической нагрузке кручения, Затем образец разгружают и охлаждают вместе с печью в течение нескольких минут. Пластическая деформация в установке может проводиться неоднократно. Суммарная величина ее находится в пре 51 4делах 3-15% и зависит от степени нужной демпфирующей способности образца,Качество и величину демпфирующейспособности образца контролируют после его охлаждения непосредственно в установке методом внутреннего трения. При необходимости путем повторного .пластического деформирования можно придать образцу требуемую демпфирующую способность.Результат исследования демпфирующей способности НК кремния длиной 1,5 х и 10 м, диаметром 3 10 м, после воздействия на него статического нормального напряжения (6 =40 Н/мм ) рас 2 тяжения и касательного циклического на-. пряжения кручения амплитудой Т =20 Н/мм при температуре (Т) 1100 К представлен на чертеже (крнвая 1).На чертеже для сравнения приведена контрольная кривая 2, соответствуюпия демпфирующей способности исходного НК кремния не содержащего дислокаций, и кривая 3 - после его пластической деформации известным способом. Иэ рисунка видно, что демпфирующиэ способности нитей, деформированных предлагаемым и известным способами, при прочих другйх равных условиях, сильно отличаются, осо,бенно в области температур 300-500 К. В примере 6, Т.,Т выбраны близкими к оптимальному для получения наиболее ярко выраженного эффекта по изобретению. При уменьшении нормальных (6) и касательных ( ) напряжений,. либо уменьшении температуры (Т) аффект не исчеза- ет, но уменьшается и время эксперимента для получения полупроводниковой струны с заданной демпфирующей способностью быстро возрастает, что становится практически невыгодным. При увеличении б,и Т время эксперимента быстро уменьшаегся, процесс протекает за короткий промежуток времени и становится некон-. тролируемым или трудно контролируемым, что также становится практически невыгодным с точки зрения получения образцов с заданным демпфированием.Отсутствие операции легирования, совмещение операций изготовления демпфирующей полупроводниковой струны и ее контроля, т,е. использование в обоих случаях одного и того же технологического приема - механических колебаний образцана одной и той же установке значительно упрощает технологию получения полупроводниковых .струн с высокой демпфирующей способностью. Небольшое количествобоо 7 о О Составитель Н. КондратоРедактор Р. Цицика Техред М.Коштура О. Билак 8972/61 Тираж 990 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал 5 9761 технологически простых операций, а также несложное оборудование, применяемое в предлагаемом способе, позволяют получать образцы с заданными свойствами, Наличие возможности контроля методом % внутреннего трения в той же установке и возможности неоднократного пласти ческого деформирования создают условия работы без брака. формула иэ обретения Способ получения демпфирующей полупроводниковой струны на основе нитевид ного кристалла кремния нли германия путем пластической деформации его под воздействием статической нагрузки растяжения одного знака, о т л и ч а ю щ и й 51ес я тем, что, с целью расширенйя диапазона рабочих температур демпфирующейспособности полупроводниковой струны,пластическую деформацию нитевидногокристалла осуществляют при одновременномвоздействии на него статической нагрузкирастяжения одного знака и циклическойзнакопеременной нагрузки кручения илинэгиба.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аммер С.А., Дрожжин А.И.,Постников В,С.Физика и химия обработки материалов, 1 972, %.5, с. 1 36-1 38.2. Дрожжин А.И., Антипов С.А. В сб.Внутреннее трейие в металлах, полупроводниках, диэлектриках и ферромагнетиках, М., Наука, 1978, %. 106-110