晶体生长技术外延

作者&投稿:单于咳 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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晶体生长技术中的外延,指的是在已有的单晶基片上生长一层与基片匹配的单晶薄层。这一技术又称为取向附生,分为同质外延和异质外延。同质外延是将与基片相同的材料进行外延生长,如在硅片上外延硅层。而异质外延则是将与基片不同的材料进行外延,如在白宝石基片上外延硅层。


外延生长技术在半导体材料的制备中具有广泛的应用,近年来磁泡材料的发展也采用了外延方法。外延生长的方法主要有气相外延、液相外延和分子束外延等。


气相外延是将材料在气相状态下沉积在单晶基片上,形成单晶薄膜。气相外延分为开管和闭管两种方式。目前在半导体材料制备中,硅外延和砷化镓外延多采用开管外延方式。


液相外延则是将用于外延的材料溶解在溶液中,达到饱和状态后将单晶基片浸泡其中,再使溶液过饱和,促使材料在基片上析出结晶,形成新的单晶薄膜。这种方法的优点在于操作简便,生长温度较低,速率较快,但难以精确控制杂质浓度梯度等参数。


半导体材料砷化镓的外延层和磁泡材料石榴石薄膜的生长,多采用液相外延方法。综上所述,晶体生长技术中的外延在半导体材料研制和磁泡材料发展等方面具有重要的应用价值。


扩展资料

单晶体原则上可以由固态、液态(熔体或溶液)或气态生长而得。实际上人工晶体多半由熔体达到一定的过冷或溶液达到一定的过饱和而得。晶体生长是用一定的方法和技术,使单晶体由液态或气态结晶成长。由液态结晶又可以分成熔体生长或溶液生长两大类。




外延外延生长
外延生长是一种晶体生长技术,它在单晶基片上形成一层与基片晶向相同的单晶层,就像原有的晶体向外延伸一样。这种过程对于制造精密电子器件尤其重要。最常见的外延生长方法是气相外延,以硅(Si)为例,如图1所示。在这个过程中,氢气携带着四氯化硅(SiCl4)、三氯氢硅(SiHCl3)、硅烷(SiH4)或二氯...

晶体生长技术的外延
外延生长的方法,主要有气相外延和液相外延,也还有分子束外延等。外延生长在半导体材料研制方面应用很广,磁泡材料的发展也应用了外延方法。气相外延  材料在气相状况下沉积在单晶基片上,这种生长单晶薄膜的方法叫气相外延法,气相外延有开管和闭管两种方式,半导体制备中的硅外延和砷化镓外延,多半采用开...

外延和沉积有什么区别
外延和沉积在以下方面存在区别:1. 生长原理:外延生长通常温度较高,例如气象外延,其反应室是热壁的,得到的是单晶。而沉积的生长温度一般较低,得到的多是多晶。2. 生长参数:外延生长的主要参数包括衬底温度、激光能量、背景气压、激光频率等,其中等离子体运动的动力学以及腔体气氛之间的平衡对生长高...

外延生长的工艺进展
这种方法常用于外延生长砷化镓等材料。⑤异质外延:衬底与外延层不是同一种物质,但晶格和热膨胀系数比较匹配。这样就能在一个衬底上外延生长出不同的晶膜,如在蓝宝石或尖晶石衬底上外延生长硅单晶。⑥分子束外延:这是一种最新的晶体生长技术(图2)。将衬底置于超高真空腔中,将需要生长的单晶物质按...

分子束外延法特点
分子束外延法,作为一种独特的外延生长技术,具有以下显著特点:首先,它在生长过程中采取源与衬底分开处理的方式,通过较低的温度,比如在500摄氏度左右,如GaAs材料的生长,有效降低了热缺陷的发生,同时减少了杂质在生长过程中的扩散,从而能够生成杂质分布急剧变化的外延层,提高材料的纯度。其次,与其它...

低压外延是什么意思?
低压外延是一种新型材料生长技术,在半导体器件的制造过程中得到广泛应用。它可以通过在晶体基板表面沉积适当材料,使晶体生长在表面,从而得到之前需要通过复杂的制造工艺才能获得的高质量材料。与传统的半导体制造工艺相比,低压外延技术具有许多优点。首先,低压外延生长过程中的温度和压力较低,样品生长得比较...

分子束外延法定义
分子束外延(MBE),是一种先进的晶体生长技术,通过将半导体衬底置于极高的真空腔体内,与单晶物质元素逐一在喷射炉中进行处理(同样置于腔体内)。这些元素在加热至特定温度后,会以分子流的形式在衬底上生长出极薄的单晶体(甚至可达单原子层)和复杂的超晶格结构。MBE的核心研究内容是探索不同结构和材料...

半导体制造工艺--外延生长
在半导体行业的精密舞台上,外延生长工艺犹如魔法师的手艺,赋予芯片晶体管以卓越性能。它精心塑造出理想的基底,为设计出的电子特性提供了坚实的基石,无论是精细的晶体膜沉积,还是通过应变工程实现电性能的微妙调整,都离不开这一关键步骤。通过应用材料公司的先进技术,外延层能够呈现出近乎完美的特性:...

半导体碳化硅(SiC) MOS的新技术:沟道电阻可降85%;
要实现这种创新需要新外延与晶体生长技术,东北大学因此研发了SLE方法,即在4H-SiC外延层的基面上生长3C-SiC层,该层沿着4H-SiC基面延伸,使两层界面平坦无偏移,降低了界面缺陷密度。实验结果显示,SLE方法使3C-SiC表面缺陷密度仅为4H-SiC的一半,预测CHESS-MOS的损耗可降低30%以上。此外,基于3C-SiC的...

外延滑移线测得什么
外延滑移线是一种常用的半导体晶体生长技术,它的原理是在已有的晶体表面上沉积新的材料,从而形成新的晶体层。外延滑移线技术可以制备出具有高晶体质量和大尺寸的晶体,是半导体器件制备中不可或缺的一项技术。在外延滑移线生长过程中,可以通过测量外延层中的滑移线密度来判断晶体质量。滑移线是晶体中的一...

定陶县19332463556: 分子束外延技术的优点有哪些? -
籍哈依立: 分子束外延的英文缩写为MBE,这是一种在晶体基片上生长高质量的晶体薄膜的新技术.在超高真空条件下,由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸气,经小孔准直后形成的分子束或原子束,直接喷射到适当温度的单晶基片上,同时控制分子束对衬底扫描,就可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜.该技术的优点是:使用的衬底温度低,膜层生长速率慢,束流强度易于精确控制,膜层组分和掺杂浓度可随源的变化而迅速调整.用这种技术已能制备薄到几十个原子层的单晶薄膜,以及交替生长不同组分、不同掺杂的薄膜而形成的超薄层量子显微结构材料.

定陶县19332463556: 电子气体有哪些分类?
籍哈依立: 常用电子气体:1、外延生长用电子气体外延生长是一种单晶材料淀积并生产在衬底表面上的过程,在半导体工业中,在仔细选择的衬底上选用化学气相淀积的方法,生长...

定陶县19332463556: 什么是晶体生长? -
籍哈依立: crystal growth物质在一定温度、压力、浓度、介质、pH等条件下由气相、液相、固相转化,形成特定线度尺寸晶体的过程称为晶体生长.其原理基于物种晶相化学势与该物种在相关物相中化学势间准平衡关系的合理维持.如在溶液中的晶体生长要求在平衡溶解度附近溶质有一定合宜的过饱和度.晶体生长方法是多样的,如水热法生长人工水晶,区域熔融法生长硅、锗单晶、氢氧焰熔融法生长轴承用宝石,航天失重法培养晶体以及升华法;同质或异质外延生长法等.

定陶县19332463556: 硅外延是什么意思 -
籍哈依立: 外延生长【epitaxial growth】【】 在单晶衬底(基片)上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层的方法.外延生长技术发展于20世纪50年代末60年代初,为了制造高频大功率器件,需要减小集电...

定陶县19332463556: MOCVD 是什么 -
籍哈依立: MOCVD是金属有机化合物化学气相淀积(Metal-organic Chemical Vapor DePosition)的英文缩写.MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术.它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物...

定陶县19332463556: Mocvd是什么意思 -
籍哈依立: MOCVD MOCVDMOCVD是金属有机化合2113物化学气5261相淀积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)的英文缩写.4102MOCVD是在气相外延1653生长(VPE)的基础版上发展起来的一种新型气权相外延生长技术.

定陶县19332463556: 分子束外延法的难点 -
籍哈依立: 分子束外延作为已经成熟的技术早已应用到了微波器件和光电器件的制作中.但由于分子束外延设备昂贵而且真空度要求很高,所以要获得超高真空以及避免蒸发器中的杂质污染需要大量的液氮,因而提高了日常维持的费用. MBE能对半导体...

定陶县19332463556: 谁能帮忙提供一些关于MOCVD的硬件知识吗?
籍哈依立: MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅳ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔,混合气体流经加热的衬底表面时,在衬底表面发生热分解反应,并外延生长成化合物单晶薄膜.与其他外延生长技术相比,MOCVD技术有着如下优点: (...

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