半導体用語集

ヤング率

英語表記:Young's modulus

一端を固定した棒を引張ったり押したりする時,棒の断面に働く応力びと単位長さ当たりの変形量(歪量) E の間にはある範囲内でび= EEなる比例関係が成立する。この比例定数をヤング率という。いま具体的な応力として熱応力の場合を考える。長さL 熱膨張係数ɑ、ャング率E なる材料の両端を固定し、 温度をT だけ上昇させた時に、この棒に生じる熱応力を求めてみる。自由な状態では棒が伸びてL(1十ɑT)の長さになるはずであるが、両端が固定されているため棒の長さはLのままである。つまり{L(1十ɑT )ーL}の分だけ圧縮応力を受けて棒は縮んでいることになる。したがって上の比例式から、


1≫αT であるから、σ= EɑTとなる。半導体では応力現象がきわめて重要である。シリコンウェハの熱処理プロセスやエピタキシャル成長で生じるスリップ転位は熱応力によるものであり、また熱酸化膜とシリコン基板の界面で生じる応力は両者の熱膨張係数が異なるために発生する。いずれもャング率Eが関係している。ャング率は方位により異なる。Siのく100 >では
1.3 、く110 >では1.7、く111 >では1 . 9 であり、単位は1012dYn/cm2である。


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