半導(dǎo)體材料導(dǎo)論ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 12:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ）微缺陷 幾何尺寸在微米級或更小，如點缺陷的聚集物、微沉積物等。 缺陷如按其形成過程，可分為原生缺陷（在晶體制備過程中所引入的缺陷）和二次缺陷（在晶體加工過程，包括器件制備過程所引入的缺陷）。 點缺陷 原子尺度的晶體點陣缺陷，分為熱點缺陷和雜質(zhì)缺陷。 ?我們在晶體結(jié)構(gòu)中把組成晶體的原子或離子看成一個點，在絕對零度下，這些點是固定在點陣的位置上的。當(dāng)溫度升到零度以上，這些點因獲得動能而振動，由于能量的非均勻分布，一些點具有較大的能量而掙脫出原來點陣的位置，那么原有的位置就成為空位，脫離點陣的原子可處于點陣的間隙位置，稱為自間隙原子，也可以運動到晶體表面。這類點缺陷的形成都與溫度有關(guān)，稱為熱點缺陷。 ?化合物半導(dǎo)體中的點缺陷比較復(fù)雜。以砷化鎵為例，熱點缺陷可以是砷空位、也可以是鎵空位、也可以是砷占鎵位或鎵占砷位的反位缺陷。各類點缺陷之間可形成復(fù)合體。 ?化學(xué)配比的偏離，根據(jù)質(zhì)量作用定律，可以改變點缺陷的濃度，例如富砷的砷化鎵單晶會減少砷空位、增加鎵空位及砷占鎵位的反位缺陷。 ?雜質(zhì)點缺陷是由雜質(zhì)造成晶體點陣的變化所形成的。有的雜質(zhì)原子取代本體原子而成替位型原子，有的雜質(zhì)則進(jìn)入到點陣的間隙位置而成間隙型原子。雜質(zhì)也可與空位、反位缺陷等 形成復(fù)合體。 ?點缺陷可以起到電活性中心的作用，影響材料的電學(xué)性質(zhì)。 ?非平衡的點缺陷也可聚集成團(tuán)，構(gòu)成微缺陷。 位錯 ?當(dāng)一種固體材料受到外力時就會發(fā)生形變，如果外力消失后，形變也隨著消失，這種形變稱為彈性形變； ?如果在外力消失后，形變不消失，則稱為范性形變。 ?位錯就是由范性形變造成的，它可以使晶體內(nèi)的一些質(zhì)點（原子或離子）脫離規(guī)則的周期排列而位移一段距離，位移區(qū)與非位移區(qū)交界處必有原子的錯位，這樣產(chǎn)生的線性缺陷稱為“位錯”。 圖 刃位錯的原理示意圖 ?圖 。其中 FE為位錯線，因為它處于變形部分與非變形部分的交界處。箭頭所指為滑移方向。由此可見，它的滑移方向與位錯線相垂直。此類位錯稱為刃位錯。 ?另一類位錯的滑移方向與位錯線（ AD）相平行，如圖 。此類則稱為螺位錯。 ?第三類則為二者的混合，稱為混合位錯。不論哪一類位錯，在它的周圍都是應(yīng)力集中的區(qū)域，這是因為質(zhì)點脫離開正規(guī)的周期點陣所造成的。 ?這種位錯周圍的應(yīng)力可造成有位錯處與無位錯處腐蝕速度的差異，因此使用擇優(yōu)腐蝕劑對晶片進(jìn)行腐蝕，在顯微鏡下可以直接觀察到位錯坑，根據(jù)坑的數(shù)量可以求出位錯密度。
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