半导体材料总结..docx

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/CL02 BPS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：FD/δ →0,→1FD/→1,→03正常凝固过程，一次区熔过程锭条中杂质浓度CS公式说明物理量含义 1正常凝固过程：材料凝固前的杂质浓度：分凝系数：以凝固一部分长度 2一次区熔[]以区熔部分长度熔区长度影响区熔提纯的因素 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》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)L0，径向温度梯度（dT/dr）L0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)S0，且大小相当，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。2 CZ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NTD3 CZ法中影响单晶纵向电阻率均匀性的因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