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半导体制备工艺原理
第一章晶体生长1
半导体器件与工艺
半导体制备工艺原理
第一章晶体生长2
一、衬底材料的类型
1.元素半导体
Si、Ge….
2.
化合物半导体
GaAs、SiC
、GaN…
半导体制备工艺原理
第一章晶体生长3
二、对衬底材料的要求
•导电类型：N型与P型都易制备；
5
•电阻率：0.01-10·cm，均匀好（纵向、横向、微区）、可
靠高（稳定、真实）；
•寿命（少数载流子）：晶体管—长寿命；
开关器件—短寿命；
2
•晶格完整：低位错（1000个/cm）；
9
•纯度高：电子级硅（EGS）--1/10杂质；
•晶向：Si:双极器件--111；MOS--100；
•直径、平整度、禁带宽度、迁移率等。
半导体制备工艺原理
第一章晶体生长4
Si：
•含量丰富，占地壳重量25%；
•单晶Si
生长工艺简单，目前直径最大18英吋（450mm）
•氧化特好，
Si/SiO2界面能理想，可做掩蔽膜、钝化膜、
介质隔离、绝缘栅等介质材料；
•易于实现平面工艺技术；
半导体制备工艺原理
第一章晶体生长5
Ge：
•漏电流大，禁带宽度窄，仅0.66eV(Si:1.1eV)；
•工作温度低，75℃（Si:150℃）；
•GeO2易水解（SiO2稳定）；
5
•本征电阻率低：47
·cm（Si:
2.3x10·cm）；
•成本高。
半导体制备工艺原理
第一章晶体生长6
Si
的基本特:
•
FCC
金刚石结构，晶格常数a=5.431
Å
•
间接带隙半导体，
禁带宽度
Eg=1.12e
•
相对介电常数，
=11.9r
o
•
熔点：
1417C
22-3
•
原子密度：
5x10
cm
•
10
-3
本征流子度：n=1.45x10cmi
5
•
本征电阻率
=2.3x10·cm
22
•
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