半导体材料总结.docx

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1、除硼效果好/无腐蚀，降低污染/无需还原剂，分解效率高/制备多晶硅金属杂质低《二》Keff有效分凝系数：为描述界面处薄层中杂质浓度的偏离对固相中杂质浓度的影响，通常把固相杂质浓度CS与固体内部杂质浓度CL0的比值Keff=CS/CL02BPS公式:扩散层厚度D扩散系数熔区移动速度影响分凝系数的因素：F>>D/δ→0,→1F<

2、提纯的因素1熔区长度2熔区移动速度3区熔次数的选择4质量运输《三》1气固只有或时即有一定饱和度时，Δ,Δ，Δ为负才可自发进行2均匀成核：在一定饱和度，过冷度的条件下，由体系直接形成晶核临界半径形核功=非均匀成核：体系中存在外来质点（尘埃，固体颗粒，籽晶等），在外来质点上成核临界半径形核功非均<均因此非均匀成核比均匀成核容易的多3直拉单晶生长工艺润晶→引晶→缩径→放肩→等径生长→收尾4自然对流：重力场中，以流体密度（）的差异产生浮力做驱动力，浮力克服粘滞力产生强迫对流：为加快热量与溶质的输运，改善均匀性，人为

3、地进行搅拌，晶体与坩埚旋转，这种人为造成熔体的流动。花样对流的主要特点：1热对流：如坩埚内自然对流，沿坩埚上升，在表面中心下降2晶体旋转引起强迫对流，晶体旋转产生离心率3坩埚旋转引起强迫对流3.1正常情况下直拉单晶中生长各个阶段界面形状的变化固液界面宏观形状与等于熔点的等温面吻和界面有：平坦凸向熔体凹向熔体三种情况引晶，放肩等径生长收尾5柯赛尔得要点：一个原子在晶格上的稳定性由其受周围原子力大小决定，晶格表面上不同格点位置所受吸引力是不同的，生长基元优先生长在最稳定的位置，吸引力大小扭折处》台阶上》表面上》

4、棱边上》晶角处弗兰克要点：在生长晶面上，螺旋位错露头点可作为晶体生长的台阶源，当生长基元扩散到台阶处，台阶便向前推进，晶体就生长了螺旋位错形成的台阶具有以下特征：1永远不消失的台阶想海浪一样向前推进2不需要二维成核过程3生长连续饱和度过低6杰克逊因子表达式及推导：物质的相变熵，决定于物质的本性，共存两相的类别：相变时平衡温度：单个原子相变时内能改变量：单个原子旳相变熵：取向因子，取决于晶体结构和界面的取向，反应晶体的各向异性：原子在界面内的一水平方向的近邻原子数，它决定了界面的取向：晶体内部的一个原子的近邻

5、原子数，与晶体结构有关7与生长系统1：光滑面如气相生长，溶液生长，氧化物熔体生长2：粗糙面如金属熔体生长3介于氧化物与金属之间：为半导体材料如取向因子起决定性作用，对密排面（111），取向因子=最大，，可为光滑面8界面热流连续性方程1越大或越小，生长速度越大2生长速度一定时，越大或越小，A越大3一定时（等径匀速生长），要一定，即要随变化《》实际生产中：//常改变拉晶速度与加热功率控制晶体半径9熔体生长的晶体中温度分布规律温度分布以晶体旋转轴z为对称轴，当一定时，温度也相同1径向温度分布当z一定时在同一水平面

6、以为半径的周围上各点温度相同2纵向温度分布当为常数，常数温度随z增大而指数关系降低3等温线是凹向的。环境冷却晶体，温度随的增大而减小，等温线是凸向的。环境给晶体加热，温度随的增大而增大4当为常数时，温度梯度的轴向分量与的变化关系随增大而下降，随增大而增大10熔体生长时单晶炉内热场的基本要求1熔体中：纵向温度梯度(dT/dz)L>0，径向温度梯度（dT/dr）L>0即熔点内部温度高于熔点，保证熔体中不发生均匀成核同时坩埚壁处温度高于熔点，保证坩埚边缘处不发生非均匀成核2晶体中(dT/dz)S>0，且大小相当，

7、既能排出相变潜热又不因过大使缺陷增加而影响晶体完整性《四》1小平面效应晶体生长的固液界面，由于受坩埚中熔体等温面的限制，常常是弯曲的，如果再生长晶体时迅速提起晶体，则固液界面处会出现一小片完整的平面，通常称为小平面。小平面杂质浓度与非小平面区差异很大，杂质在小平面区分布异常的情况。2CZ法中影响单晶纵向电阻率均匀性的因素及控制办法分凝，蒸发，玷污1分凝：变速拉晶2蒸发：调节真空度3稀释：双坩埚及连续送料CZ技术4提高有效分凝系数：强磁场中拉单晶MCZ5中子嬗变掺杂NTD3CZ法中影响单晶纵向电阻率均匀性的因

8、素及控制办法小平面效应，固液界面平坦度1调平固液界面1调整生长热系统，使径向温度梯度变小2拉晶参数凸界面增大拉速凹界面降低拉速3晶体或坩埚转速增大晶转使凸变凹增大坩埚转使凹变凸4坩埚与晶体直径的比值3——2.5：12调频固液界面可消除小平面效应带来的径向电阻率分布不均匀性3提高有效分凝系数：强磁场中拉单晶MCZ4中子嬗变掺杂NTD3漩涡缺陷无位错单晶在生长方向的横断面经西特尔腐蚀后所观察到的呈漩涡状分布的宏观缺陷