Меню
  
Смотрите также:



 Главная   »  
страница 1
ТЕМА №8

Кинетика процессов приводящих к деградации полупроводниковых приборов и ИМС.


Кинетика – это наука, изучающая протекание того или иного физико-химического процесса во времени, или другими словами наука о скоростях, механизмах и факторах, влияющих на физический или химический процесс.

Понятие о химической реакции и ее скорости. Элементарный акт химического превращения можно определить как изменение химического строения одной или нескольких частиц (например, молекул) при определенных внешних условиях. В результате элементарного акта химического превращения может осуществляться: а) химическое превращение одной частицы в другую, б) распад одной частицы на определенное число других самостоятельных частиц, в) химическое взаимодействие двух и более частиц друг с другом.

Если в элементарной химической реакции принимают участие только частицы одного сорта (пусть сорта А), то такую реакцию в химической кинетике называют мономолекулярной. В этом случае реакция схемотехнически записывается в виде



продукты реакции. (8.1)

Система считается закрытой, если концентрация вещества изменяется только в результате реакции и не может быть обмена веществом с внешней средой.

Если в элементарной химической реакции принимают участие частицы двух (А и В) или трех (А,В,С,) сортов, то такие реакции называются, соответственно, бимолекулярными и тримолекулярными. Схемотехнически они могут быть записаны в виде:

продукты реакции, (8.2)

продукты реакции. (8.3)

Необходимо подчеркнуть, что вероятность одновременного взаимодействия трех и более частиц в конкретном элементарном акте обычно очень мала.

Важнейшим, фундаментальным понятием в химической кинетике является скорость химической реакции. Именно оно лежит в основе современной физической теории надежности и ускоренных испытаний полупроводниковых приборов и ИМС. Скорость химической реакции в замкнутой системе может быть определена как изменение числа актов реакций в единицу времени в единице объема. Если обозначить концентрацию участвующих в реакции компонентов и , соответственно, через , и , то для скорости моно-, би- и тримолекулярных реакций первого порядка справедливы следующие выражения:

, (8.4)

, (8.5)

, (8.6)

где - константа скорости реакции.

Соотношения (8.4)(8.6) принято называть законом действия масс. В более общем виде, данный закон записывается

, (8.7)

где , - порядок реакции по веществам.

На константу скорости химической реакции сильное влияние оказывает температура: как правило, она увеличивается с ростом температуры. Существует эмпирическое правило Вант-Гоффа, согласно которому возрастание температуры на вызывает увеличение константы скорости в раза.

При постоянной скорости реакции справедливо соотношение Аррениуса:



, (8.8)

где - постоянная величина.

Поскольку концентрация реагирующих веществ в замкнутой системе практически не зависит от температуры, то аналогичное выражение можно записать и для скорости химической реакции

, (8.9)

где - некоторая постоянная величина.



Выражения (8.8) и (8.9) имеют важнейшее значение в теории и практике физики надежности полупроводниковых приборов и ИМС.

Контрольные вопросы


  1. Какие превращения возможны в результате элементарного химического акта?

  2. Что такое скорость химической реакции?

  3. Какие реакции называются моно-, би- и тримолекулярными?

  4. Какие соотношения принято называть законом действия масс?





страница 1
скачать файл

Смотрите также: