【2017年整理】晶体缺陷简述.ppt

晶体缺陷简述;概 要;一、引言;明显的缺陷;二、晶体结构缺陷的类型;2、线缺陷（一维缺陷）;晶体中的线缺陷;3、面缺陷;KTP晶体中的双晶界;4、体缺陷;晶体的体缺陷;按缺陷产生的原因分类;晶体中的热缺陷;2、杂质缺陷（非本征缺陷）;3、非化学计量结构缺陷（非整比化合物）;三、单晶硅中的缺陷;1、一维的线缺陷; 硅中的位错对硅的性能有较大影响。位错在硅中起受主能级作用，从而影响晶体的电阻率，位错可使晶格发生崎变，改变能带位置，影响复合过程，使少数载流子的寿命下降，位错周围的晶格弹性形变，具有吸引杂质作用，导致杂质在位错处凝聚和沉淀，扭曲PN结，造成局部短击穿。杂质沿位错线扩散最快，尤其重金属。 ; 面缺陷晶界在单晶生长时这种缺陷一般是可以避免的，但有时会在外延片中出现。它是硅中最严重的结构缺陷，杂质极易在晶界处聚集足够高浓度，导致材料局部毁坏。即使结晶时杂质不在此聚集，杂质在晶界上扩散也远远快于在体材料中。因此，存在晶界的情况下，很难得到均匀的掺杂浓度分布。 对太阳电池来说，正在设法产生含有大颗粒的多晶硅，并设法保持晶界干净，或设法钝化它们，以致它们不妨碍光产生的载流子的收集。蓝宝石上异质外延硅（505）结构，有许多低角晶界，这些晶界减低了载流子的寿命，但对于金属一氧化物一半导体（MOS）器件来说是可接受的，因为MOS是不依赖扩散的结。; 孪晶和堆垛层错在单晶生长技术发展的最初年代曾是个待解决的问题。后来由于单晶生长技术的进步，孪晶和堆垛层错一般不易出现。对于外延片生长来说，由于基片表面存在氧化物，或机械损伤，在外延的起始阶段将会出现堆垛层错，并传播进入外延层，也因此而产生孪晶。;3、旋涡微缺陷;4、原子级大小的点缺陷; 硅中空位可以通过分享价电子而重建，并消失悬挂键。通过电子顺磁共振(EPR)在高温下可观察到存在于硅中的空位，而观察不到自间隙原子。在区熔硅单晶中旋涡缺陷确由自填隙原子组成，并且是15或更多的原子组成非晶态填隙原子团而不存在悬挂键。这个自间隙原子团有较高的能量和嫡，及较低的激???能。;四、总结; 晶体缺陷的存在对晶体的性质会产生明显的影响。实际晶体或多或少都有缺陷。适量的某些点缺陷的存在可以大大增强半导体材料的导电性和发光材料的发光性，起到有益的作用；而位错等缺陷的存在，会使材料易于断裂，比近于没有晶格缺陷的晶体的抗拉强度，降低至几十分之一。研究晶体缺陷具有很强的理论意义和应用价值。