成核种类对半导体级硅单晶生长取向性的影响研究 .pdfVIP

成核种类对半导体级硅单晶生长取向性的影

响研究

半导体级硅单晶生长是制造半导体器件的重要步骤之一。在这个过程中，成核

种类对单晶的生长取向性有着重要的影响。本文将探讨不同成核种类对半导体级硅

单晶生长取向性的影响，并分析其中的原因。

首先，我们需要了解成核对于单晶生长的作用。在半导体级硅单晶生长过程中，

成核是指小的晶体在溶液中出现的起始点。不同成核种类会在不同方向上生长起来，

最终形成不同取向性的单晶。

在研究中，已经发现了几种常见的成核种类对于硅单晶生长取向性的影响。其

中，金属催化剂成核、基底成核和表面缺陷成核是最常见的成核方式。

金属催化剂成核是指在硅溶液中加入金属催化剂，通过金属和硅之间的反应生

成小晶核，然后以此为基础进行生长。金属催化剂成核的优点是成核速度快，可以

在较短的时间内形成高质量的单晶。然而，金属催化剂成核可能导致生长单晶存在

取向随机性的问题，因为金属催化剂会在硅溶液中形成许多小晶核，这些小晶核会

在不同方向上生长，因此会导致最终的单晶取向性不确定。

基底成核是指单晶在基底上的生长。基底可以是单晶硅片、多晶硅片或其他晶

体材料。基底成核的特点是取向性较好，因为单晶在基底上生长可以受到基底的晶

格限制，因此几乎是沿着基底方向生长的。然而，基底成核也存在一些问题，比如

生长过程中可能会出现晶格失配和应力积累，导致单晶生长质量下降。

表面缺陷成核指的是在硅溶液中存在表面缺陷的情况下，单晶会在表面缺陷处

起始生长。表面缺陷成核的特点是取向性较差，因为表面缺陷不具备晶格限制作用，

单晶可以在不同方向上生长。由于表面缺陷成核的随机性，形成的单晶取向性也较

为随机。

综合以上几种成核种类，可以看出不同成核方式对于半导体级硅单晶生长取向

性的影响是不同的。金属催化剂成核和表面缺陷成核会导致取向性较为随机，而基

底成核则具备较好的取向性。这是因为金属催化剂和表面缺陷成核的随机性导致了

单晶在不同方向上生长，而基底成核则受到基底晶格的限制，几乎只在基底方向上

生长。

了解成核种类对半导体级硅单晶生长取向性的影响对于提高单晶生长质量和控

制单晶取向性具有重要意义。在实际应用中，可以根据具体需要选择适合的成核方

式，以获得更好的生长效果。

总之，成核种类对半导体级硅单晶生长取向性有着重要的影响。金属催化剂成

核和表面缺陷成核导致取向性较为随机，而基底成核具备较好的取向性。通过选择

合适的成核方式，可以提高单晶生长质量和控制单晶取向性。对于半导体工业来说，

这对于制造高质量的半导体器件具有重要意义。