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晶體生長的充分條件單晶材料

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晶體生長的充分條件單晶材料

發布日期:2016-01-12 00:00 來源:http://www.itsinmyway.com 點擊:

單晶材料晶體生長是發生在固-液(或晶-液)界面上。通常為保證晶體粒生長只需使固-液界面附近很小區域熔體處于過冷態,絕大部分熔體處于過熱態(溫度高于Te )。已生長出的晶體溫度又需低于Te。就是說整個體系由熔體到晶體的溫度由過熱向過冷變化。過熱與過冷區的界面為等溫區。此面與晶體生長界面間的熔體為過冷熔體。且過冷度沿晶體生長反方向逐漸增大。晶體的溫度低。這種由晶體到熔體方向存在的溫度梯度是熱量輸運的必要條件。熱量由熔體經生長面傳向晶體,并由其轉出。


晶體生長的充分條件:(dT/dz)c一定、(dT/dz)m為零時,整個區域熔體處于過冷態,晶體生長速率大。對于一定結晶物質,過冷度一定時,決定晶體生長速率的主要因素是晶體與熔體溫度梯度(dT/dz)c與(dT/dz)m的相對大小。只有晶體溫度梯度增大,熔體溫度梯度減少,才能提高晶體生長速度。需指出:晶體生長速度并非越大越好,太大會出現不完全生長,影響質量。


晶體生長是發生在固-液(或晶-液)界面上。通常為保證晶體粒生長只需使固-液界面附近很小區域熔體處于過冷態,絕大部分熔體處于過熱態(溫度高于Te )。已生長出的晶體溫度又需低于Te。就是說整個體系由熔體到晶體的溫度由過熱向過冷變化。過熱與過冷區的界面為等溫區。此面與晶體生長界面間的熔體為過冷熔體。且過冷度沿晶體生長反方向逐漸增大。晶體的溫度低。這種由晶體到熔體方向存在的溫度梯度是熱量輸運的必要條件。熱量由熔體經生長面傳向晶體,并由其轉出。


常見的例子就是集成電路的芯片。目前集成電路工藝已經達到了18nm。在這么小的尺寸上為了保持器件的穩定性須使用單晶的硅。可以用來做CPU芯片的單晶硅,純度要在6N以上,位錯密度要在100個/平方厘米一下。(這是前些年的數據了,新的沒關注)。只有經過提拉、區熔等若干復雜工序制備出來的單晶硅才能滿足要求。

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