半導體制造工藝_01晶體的生長-展示頁
2025-03-06 15:09本頁面
【正文】 5. 等徑生長：當晶體直徑到達所需尺寸后，提高拉速，使晶體直徑不再增大，稱為收肩。 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 11 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。其目的是排除接觸不良引起的多晶和盡量消除籽晶內原有位 錯的延伸。 300oC 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 8 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； 旋轉裝置：順時針轉； 加熱裝置： RF線圈； 2. 拉晶裝置 籽晶夾持器：夾持籽晶（單晶）； 旋轉提拉裝置：逆時針； 3. 環(huán)境控制系統(tǒng) 氣路供應系統(tǒng) 流量控制器 排氣系統(tǒng) 4. 電子控制反饋系統(tǒng) 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 9 拉晶過程 1. 熔硅 將坩堝內多晶料全部熔化 ；注意事項：熔硅時間不易長； 2. 引晶 將籽晶下降與液面接近，使籽晶預熱幾分鐘，俗稱“烤晶”，以除去表面揮發(fā)性 雜質同時可減少熱沖擊。 ? 間接帶隙半導體， 禁帶寬度 Eg= ? 相對介電常數， ?r= ? 熔點： 1417oC ? 原子密度： 5x1022 cm3 ? 本征載流子濃度： ni= cm3 ? 本征電阻率 ?= ?cm）； ? 成本高。 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 4 Si： ? 含量豐富，占地殼重量 25%； ? 單晶 Si 生長工藝簡單，目前直徑最大 18英吋（ 450mm） ? 氧化特性好， Si/SiO2界面性能理想，可做掩蔽膜、鈍化膜、介質隔離、絕緣柵等介質材料； ? 易于實現平面工藝技術； 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 5 Ge： ? 漏電流大，禁帶寬度窄，僅 (Si:)； ? 工作溫度低， 75℃ （ Si:150℃ ）； ? GeO2易水解（ SiO2穩(wěn)定）； ? 本征電阻率低： 47 ?半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 1 半導體器件與工藝 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 2 一 、 襯底材料的類型 1. 元素半導體 Si、 Ge… . 2. 化合物半導體 GaAs、 SiC 、 GaN… 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 3 二、對襯底材料的要求 ? 導電類型： N型與 P型都易制備； ? 電阻率： ?cm，均勻性好（縱向、橫向、微區(qū)）、可靠性高（穩(wěn)定、真實）； ? 壽命（少數載流子）：晶體管 — 長壽命； 開關器件 — 短壽命； ? 晶格完整性：低位錯（ 1000個 /cm2）； ? 純度高：電子級硅 （ EGS） 1/109雜質； ? 晶向： Si:雙極器件 111； MOS100； ? 直徑 、 平整度 、 禁帶寬度 、 遷移率等 。cm（ Si: ? 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 6 Si 的基本特性 : ? FCC 金剛石結構，晶格常數 a= 197。cm ? 電子遷移率 ?e=1500 cm2/Vs, 空穴遷移率 ?h=450 cm2/Vs 半導體制備工藝原理 第一章 晶體生長 7 三、起始材料 石英巖（高純度硅砂 SiO2） 1. SiO2+SiC→Si(s)+SiO(g)+CO(g), 冶金級硅： 98%； 2.
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