集成電路工藝硅的晶體結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2025-01-26 13:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 規(guī)則排列的晶面剪開（但不完全剪斷），然后將剪開的部分其中一側(cè)上移半層，另一側(cè)下移半層，然后黏合起來，形成一個(gè)類似于樓梯 拐角處的排列結(jié)構(gòu)，則此時(shí)在“剪開線”終結(jié)處（這里已形成一條垂直紙面的位錯(cuò)線）附近的原子面將發(fā)生畸變，這種原子不規(guī)則排列結(jié)構(gòu)稱為一個(gè)螺位錯(cuò) 15 三、面缺陷 二維方向上偏離理想晶體中的周期性、規(guī)則性排列而產(chǎn)生的缺陷，即缺陷尺寸在二維方向上延伸，在第三維方向上很小。如孿晶 、 晶粒間界以及堆垛層錯(cuò)。 孿晶： 是指兩個(gè)晶體（或一個(gè)晶體的兩部分）沿一個(gè)公共晶面（即特定取向關(guān)系）構(gòu)成鏡面對(duì)稱的位向關(guān)系，這兩個(gè)晶體就稱為“孿晶”，此公共晶面就稱孿晶面。 晶粒間界 則是彼此沒有固定晶向關(guān)系的晶體之間的過渡區(qū)。 孿晶界 晶粒間界 16 堆垛層錯(cuò) 是指是晶體結(jié)構(gòu)層正常的周期性重復(fù)堆垛順序在某一層間出現(xiàn)了錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致的沿該層間平面（稱為層錯(cuò)面）兩側(cè)附近原子的錯(cuò)誤排布 。 17 四、體缺陷 由于雜質(zhì)在硅晶體中存在有限的固濃度， 當(dāng)摻入的數(shù)量超過晶體可接受的濃度時(shí)， 雜質(zhì)在晶體中就會(huì)沉積，形成體缺陷。 18 硅中雜質(zhì) 。 本征半導(dǎo)體：不含雜質(zhì) ， 也就是純凈半導(dǎo)體 ， 它的電阻率即載流子濃度是由自身的本征性質(zhì)所決定 。 雜質(zhì)半導(dǎo)體：摻入一定數(shù)量雜質(zhì)的半導(dǎo)體 。 ：位于晶格位置又能貢獻(xiàn)電子的原子 。 V族 ， n型 。 受主雜質(zhì)：能接受電子 ， 即能向價(jià)帶釋放空穴而本身變?yōu)樨?fù)電中心的雜質(zhì) 。 III族 ， P型 。 ：靠近價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底 。 深能級(jí)：位于禁帶中心附近 。 19 雜質(zhì)在硅晶體中的溶解度 ? 1. 固溶體：當(dāng)把一種元素 B（ 溶質(zhì) ） 引入到另一種元素 A（ 溶劑 ） 的晶體中時(shí) ，在達(dá)到一定濃度之前 ， 不會(huì)有新相產(chǎn)生 ，而仍保持原來晶體 A的晶體結(jié)構(gòu) ， 這樣的晶體稱為固溶體 。 ? 2. 固溶度：在一定溫度和平衡態(tài)下 ， 元素 B能夠溶解到晶體 A內(nèi)的最大濃度 ， 稱為這種雜質(zhì)在晶體中的最大溶解度 。 20 ? 3. 固溶體分類：按溶質(zhì)在溶劑中存在形式 。 ? （ 1） 替位式固溶體：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格格 點(diǎn)上的正常位置 ， 而且雜質(zhì)原子在各點(diǎn)上的分布是無序的 。 ? (2)間隙式固溶體：溶質(zhì)原子存在于溶劑晶格的間隙中 ， 其分布也是無規(guī)則的 。 ? ： ? 看這種 雜質(zhì)的最大固溶度是否大于所要求的表面濃度 ， 如果 表面濃度大于雜質(zhì)的最大固溶度 ，那么選用這種雜質(zhì)就 無法獲得 所希望的分布 。 21 單晶制備 一、直拉法（ CZ法） CZ 拉晶儀 1. 熔爐 石英坩堝：盛熔融硅液； 石墨基座：支撐石英坩堝；加熱坩堝； 旋轉(zhuǎn)裝置：順時(shí)針轉(zhuǎn)； 加熱裝置： RF線圈； 2. 拉晶裝置 籽晶夾持器：夾持籽晶（單晶）； 旋轉(zhuǎn)提拉裝置：逆時(shí)針； 3. 環(huán)境控制系統(tǒng) 氣路供應(yīng)系統(tǒng) 流量控制器 排氣系統(tǒng) 4. 電子控制反饋系統(tǒng) 22 拉晶過程 ? ? 將坩堝內(nèi)多晶料全部熔化 ；注意事項(xiàng)：熔硅時(shí)間不易長； ? ? 將籽晶下降與液面接近，使籽晶預(yù)熱幾分鐘，俗稱“烤晶”，以除去表面揮發(fā)性雜質(zhì)同時(shí)可減少熱沖擊。當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí)，可將籽晶與熔體接觸，籽晶向上拉，控制溫度使熔體在籽晶上結(jié)晶； 23 3. 收頸 指在引晶后略為降低溫度，提高拉速，拉一段直徑比籽晶細(xì)的部 分。其目的是排除接觸不良引起的多晶和盡量消除籽晶內(nèi)原有位 錯(cuò)的延伸。頸一般要長于 20mm。 24 4. 放 肩 縮頸工藝完成后，略降低溫度（ 1540℃ ） ，讓晶體逐漸長大到 所需的直徑為止。這稱為“放肩”。 25 5. 等徑生長：當(dāng)晶體直徑到達(dá)所需尺寸后，提高拉速，使晶體直徑不再增大，
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