Chap.1-硅的制备及其晶体结构解答.ppt

晶体的概念及硅材料的特点;气态（gas state） 液态（liquid state） 固态（solid state） 等离子体（plasma）;无定形体和晶体;多晶体;; 晶体结构的基本特征：原子（或分子、离子）在三维空间 呈周期性重复排列（periodic repeated array） ， 即存在长程有序（long-range order） 性能上两大特点：固定的熔点（melting point）, 各向异性（anisotropy） ;§1.1 硅材料的特点;硅片与封装好的模块;§ 1.2 单晶硅片的制备;1.2.1 多晶硅的制备; 直拉法 （Czochralski法) 区域熔融法 （Floating Zone法）;直拉法（CZ）;区域熔融法（FZ）;;直拉法和区熔法的比较;1.2.3 IC制造的基本工艺流程;1.2.4 硅片(晶园、wafer)的制备;定位边研磨; 硅片的定位边;硅片抛光和倒角;硅片的CMP抛光;§1.3 硅晶体结构特点; 金刚石结构（Si、Ge、GaAs）; 原子密度及晶体内部空隙;金刚石结构; §1.4 晶体中的晶面;面心立???结构（FCC）中的（123）晶面;金刚石结构中的晶面; ; 之前我们讨论的都是完美的晶体，i.e.具有完美的周期性排列。 但是由于晶格粒子本身的热振动、晶体生长过程中外界的影响、外界杂质的掺入、外部电、机械、磁场等应力的影响等等因素，使得晶格粒子的排列在一定范围内偏离完美的周期性。这种偏离晶格周期性的情况就称为缺陷（defect）。 缺陷是不能完全避免的，实际中理想的完美晶体也是不存在的，虽然在某些情况下，缺陷的存在会造成一些危害，然而缺陷在半导体应用中有着非常重要的作用。; 缺陷的分类;点缺陷——空位 Point defects - Vacancies;空位（ Vacancies ）;间隙原子（Interstitials）;弗兰克尔缺陷（Frenkel Defects）;线缺陷——位错 Line Defects - dislocations;刃位错 Edge dislocations;螺位错 Screw dislocations;对一般晶体而言，沿某些晶面往往容易发生滑移，这样的晶面称为滑移面。构成滑移面的条件时该面上的原子面密度大，而晶面之间的原子价键密度小，且间距大。对于硅晶体来说，{111}晶面中，双层密排面之间原子价键密度最小，结合最弱，因此滑移常沿{111}面发生。;面缺陷——层错 Side defects;体缺陷 Body defects;§1.6 硅中杂质 Impurities;替位杂质;T;n型半导体（ n-type semiconductor ）; 施主：杂质在带隙中提供带有电子的能级，能级略低于导带底的能量，和价带中的电子相比较，很容易激发到导带中 —— 电子载流子。含有施主杂质的半导体，主要依靠施主热激发到导带的电子导电 —— n型半导体。 ;掺杂硅（Doped Silicon）;掺杂硅（Doped Silicon）;浅能级（类氢杂质能级）杂质;深能级杂质;§1.7 杂质在硅晶体中的溶解度;小结