(简答题)
简述杂质在SiO2的存在形式及如何调节SiO2的物理性质。
正确答案
热氧化层中可能存在各种杂质,某些最常见的杂质是与水有关的化合物,其结构如图所示。如果氧化层在生长中有水存在,一种可能发生的反应是一个氧桥还原为两个氢氧基。Si:O:Si→Si:O:H+H:O:Si网络构成者——一些杂质会被有意掺入热淀积SiO2中,用来改善它的物理性质和电学特性,例如硼、磷,称为网络构成者,它们可以调节有氧桥和无氧桥的比例,使得SiO2的强度上升或者下降。当B替代Si之后,顶角上的四个O只有三个O可以同B形成共价键,剩余的一个O因无法与中心的B形成共价键,而变成了非桥键O,因此SiO2网络中非桥键O增加,强度下降。当P替代Si之后,与原有的四个O形成共价键,还多余一个价电子,这个多余的价电子还可以与近邻的一个非桥键O形成桥键O,因此SiO2网络强度增加。网络改变者——存在于SiO2网络间隙的杂质为网络改变者。一般以离子形式存在,离子半径较大,替代硅的可能性很小。例如Na、K、Pb、Ba等都是网络改变者。网络改变者往往以氧化物形式进入SiO2中。进入网络之后便离化,并把氧离子交给SiO2网络。Na2O+ΞSi-O-SiΞ→Si–O-+Osup>—+网络中氧的增加,使非桥键氧的浓度增大,SiO2网络的强度减弱。
答案解析
略
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