【硅氮合成氮化硅的机理和动力学】张长瑞.pdf
摘要 本文研究了硅一氮合成氮化硅的机理和动力学.提出了由 气体在固体反应物中的扩散控制,生成物的体积与固体反应物的位 积不等的固一气相反应的球体模型,由此推导出转化率与时间 t+B。。实验 结果表明:硅一一氮合成凭化硅的过程可以用该方提式来描述.根据模型,作者还提出:由于空间效应和电价效应,内部产 物是pπ一dπ键对称性差的a相负化硅,外部产物是β相氨化硅,β相氮化硅与α相氮化硅的体积比VβNa=023。利用模 型和反应初期假所观察到的气相和表面反应其产物是a氨化硅 以及氮化过程中所发现的a.β相变解释了β和a相氮化硅 和温度的关系式(aVβ/aVa=359x10-7exp827x1
论文中引用符号表(有特别说明除外)符号:意义 单位 自由烩 KJ C 浓度 gcn3 D.扩散系数 t 时闻 KS Q 扩散活化能 Jmo1-1 P.密度 gcn-3 化合物分子量 Ro 起始颗粒半径 cm Rx 颜粒半径 cm 转化率 D K1:频率因子 cm s -].
Jack{11)研究了β一SigN4结构后指出:6一Sig是由凡 乎完全对称的六个 SiN)四面体(分A,B两层)组成的正 六方环层 在c轴方 向重叠而 成(见图 1)而在 α-Sig 是由二层 不同,稍 有形变的 非正六方 环层重经 而成,故α一Sig4晶胞中的分子个数是β-SiN中晶胞中 分子个数的两倍.Jenninss 等人[13]更进一步研究了α一Si g4 晶胞中 Si一N键的性质后指出:SiB 四面体的四条键 为1:708,1775。1738)比理论计 算值1。