2025年08月04日 17:36:11 来源:郑州成越科学仪器有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:15
单晶和多晶
单晶体:整块晶体由一颗晶粒组成,或是能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体。单晶体是原子排列规律相同,晶格位相一致的晶体。例如:单晶硅。
多晶体:整块晶体由大量晶粒组成,或是不能用一个空间点阵图形贯穿整个晶体。多晶体是由很多排列方式相同但位向不一致的小晶粒组成。例如:常用的金属。
多晶体在宏观上不具有各向异性(但是组成它的每一个微小的单晶体仍具有各向异性),它也有固定的熔点
单晶硅和多晶硅
1、在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;
2、在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。
3、在化学活性方面,两者的差异极小,一般都用多晶硅比较多。
晶体生长的方法
晶体生长的方法有:提拉法,坩埚下降法,泡生法,焰熔法,区熔法,弧熔法
熔化 → 引晶 → 颈缩 → 放肩 → 等径生长 → 收尾
技术难点:1.温度场的设置和优化;2.熔体的流动和缺陷分析
优点:
1、生长过程可以观察和测试,有利于控制生长调节
2、利用缩颈技术和上等定向籽晶可以减少缺陷
3、生长速度较快(每小时6-15mm)
4、晶体光学均一度高
泡生法
泡生法又称凯式长晶法,简称KY法。
泡生法原理为:将原料加热至熔化形成熔汤,再把籽晶接触到熔汤表面,在晶种与熔汤的固液界面上开始生长单晶后,晶种以极缓慢的速度拉升一段时间形成晶颈,待凝固速率稳定后,便不再拉升和旋转,仅以控制冷却速率的方式使单晶从上方向下逐渐凝固,*后形成单晶块。
区熔法
区熔法主要用于锗、GaAS(砷化镓)。竖直区熔法主要用于硅(因为硅熔体温度高,化学性质活泼,容易受异物污染,难以找到合适的舟皿,不能用水平区熔法)
籽晶的引入和缩颈过程和提拉法类似,
为了优化熔区温度杂质分布,晶体上下部分通常加入逆向转动
焰熔法
晶体生长共性问题
籽晶和引晶工艺非常重要,籽晶有引导晶体生长的作用,如果籽晶质量不好,或者引晶过程操作不当引入缺陷,将会对后续过程产生毁灭性影响
温度场控制,温度越低,生长越快,但是缺陷也越多,温度过低还可能使熔体中产生新的核产生,使籽晶失去的引导作用,不能得到完整的一块单晶。
生长环境的波动会影响生长质量,如温度波动,机械振动,熔体扰动,应力分布等。