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第十一章半导体材料

第十一章半导体材料

制备

制备

生长技术

生长技术

n体单晶生长技术

单晶生长通常利用籽晶在熔融高温炉里拉伸得到

的体材料，半导体硅的单晶生长以获得电子级

（99.999999%）的单晶硅

n外延生长技术

外延指在单晶衬底上生长一层新单晶的技术。

新生单晶层的晶向取决于衬底，由衬底向外延伸

而成，故称“外延层”。

晶体生长问题

晶体生长问题

n生长热力学

n生长热力学

n生长动力学

n生长动力学

n生长系统中传输过程

n生长系统中传输过程

11.1体单晶生长

11.1体单晶生长

n结晶过程驱动力

n结晶过程驱动力

n杂质分凝

n杂质分凝

n组分过冷

n组分过冷

结晶过程驱动力

结晶过程驱动力

杂质分凝

杂质分凝

n杂质在液相和固相中的浓度不同

n杂质在液相和固相中的浓度不同

组分过

组分过

n生长过程中，杂质不断排向熔体，使熔体

n生长过程中，杂质不断排向熔体，使熔体

中杂质浓度越来越高，过冷度愈来愈大，

中杂质浓度越来越高，过冷度愈来愈大，

离固液界面越远

离固液界面越远

10.2体单晶生长方法

10.2体单晶生长方法

直拉法

磁控直拉法

液体复盖直拉法

垂直生长蒸汽控制直拉法

悬浮区熔法

垂直梯度凝固法

体单晶生长

垂直布里奇曼法

水平生长水平布里奇曼法

10.2.1直拉法

10.2.1直拉法

n温度在熔点附近

n温度在熔点附近

n籽晶浸入熔体

n籽晶浸入熔体

n一定速度提拉籽晶

n一定速度提拉籽晶

n最大生长速度

n最大生长速度

n熔体中的对流

n熔体中的对流

n生长界面形状

n生长界面形状

n各阶段生长条件的差异

n各阶段生长条件的差异

10.2.2直拉生长技术的改进

10.2.2直拉生长技术的改进

n磁控直拉法Si

n磁控直拉法Si

n连续生长法Si

n连续生长法Si

n液体覆盖直拉法GaAs，InP，GaP，

nGaAsInPGaP

液体覆盖直拉法，，，