Содержание
Введение |
|
1. Общие вопросы полупроводникового производства |
|
1.1. Области применения полупроводниковых материалов |
|
1.2. Общие задачи, решаемые в технологии полупроводниковых материалов |
|
1.3. Требования к материалам |
|
2. Процессы кристаллизации |
|
2.1. Гомогенная кристаллизация |
|
2.2. Гетерогенная кристаллизация |
|
3. Методы выращивания полупроводниковых кристаллов |
|
3.1.Методы выращивания объемных монокристаллов |
|
3.1.1.Тигельные методы получения монокристаллов |
|
3.1.2. Форма кристаллов. Псевдограни. |
|
3.1.3. Бестигельные методы получения монокристаллов |
|
3.2. Методы получения монокристаллов из растворов- расплавов |
|
3.3. Методы получения монокристаллов из газовой фазы |
|
3.4. Методы получения профилированных кристаллов |
|
4. Распределение примесей в процессах кристаллизации |
|
4.1. Равновесный коэффициент распределения |
|
4.2. Эффективный коэффициент распределения |
|
4.3. Особенности распределения примеси по длине кристалла, получаемого из расплава |
|
4.3.1. Направленная кристаллизация. |
|
4.3.2. Зонная плавка. |
|
Список литературы |
|
Введение
1. Общие вопросы полупроводникового производства
Все известные материалы могут быть условно разбиты на три группы в зависимости от удельного сопротивления или ширины запрещенной зоны (табл. 1).
Таблица 1
Классификация материалов.
Материал |
Удельное сопротивление, Ом·см |
Ширина запрещенной зоны, эВ |
Металл |
ρ<10-4 |
0 |
Полупроводник |
10-4≤ρ≤107 |
0 ÷ 2 |
Диэлектрик |
ρ>107 |
более 2 |
В силу активационного характера проводимости в полупроводниках, в отличие от металлов, удельное сопротивление в них () уменьшается с повышением температуры.
Характерной особенностью полупроводников является их высокая чувствительность к внешним воздействиям.
Свойства полупроводников подразделяются на:
структурно чувствительные свойства – (зависящие от структуры): ni – собственная концентрация носителей заряда, – подвижность носителей заряда, и lдифф.– время жизни и диффузионная длина неосновных носителей заряда, соответственно;
структурно нечувствительные свойства: Eg – ширина запрещенной зоны, Тпл. – температура плавления.
Схема классификации полупроводниковых материалов приведена на рис. 1. На сегодняшний день наибольшее применение нашли неорганические полупроводниковые материалы.
*) дополнительная степень свободы в многокомпонентных твердых растворах позволяет независимым образом изменять несколько параметров (например, в четырехкомпонентных системах – ширину запрещенной зоны и период решетки).
Рис. 1. Классификация полупроводниковых материалов.
Закономерности изменения свойств приведем на примере некоторых полупроводниковых материалов, образующихся на основе элементов 4 периода периодической системы:
II III IV V VI
Zn Ga Ge As Se
Связь в кристаллах Ge ковалентная. При переходе от Ge к GaAs и к ZnSe увеличивается ионная составляющая связи и, следовательно, ряду Ge→GaAs→ZnSe увеличивается Eg, и Тпл..
С увеличением номера периода в ряду C(алмаз)→Si→Ge→Sn(серое) уменьшаются Eg и Tпл..