非外延生长是否存在晶格失配问题
组成晶体的结构粒子(分子、原子、离子)在三维空间有规则地排列在一定的点上,这些点周期性地构成有一定几何形状的无限格子,叫做晶格.按照晶体的现代点阵理论,构成晶体结构的原子、分子或离子都能抽象为几何学上的点.这些没有大小、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形叫做点阵,以此表示晶体中结构粒子的排布规律.构成点阵的点叫做阵点,阵点代表的化学内容叫做结构基元.因此,晶格也可以看成点阵上的点所构成的点群集合.对于一个确定的空间点阵,可以按选择的向量将它划分成很多平行六面体,每个平行六面体叫一个单位,并以对称性高、体积小、含点阵点少的单位为其正当格子.晶格就是由这些格子周期性地无限延伸而成的.空间正当格子只有7种形状(对应于7个晶系),14种型式.它们是简单立方、体心立方、面心立方;简单三方;简单六方;简单四方、体心四方;简单正交、底心正交、体心正交、面心正交;简单单斜、底心单斜;简单三斜格子等.晶格的强度由晶格能(或称点阵能)度量.
比较了晶格失配度的各种定义,建议统一使用同一定义.采用简化模型系统地探讨了各种情况下半导体外延生长层和衬底的二维晶格失配度的计算,最后讨论了结合XRD衍射图谱确定失配度的方法.结果表明,正三角形晶格和长方形晶格匹配,长方形晶格的宽列原子的匹配具有优先性,不受长列原子匹配的影响.长方形的长宽比接近匹配比时,整体匹配较好.
非外延生长也存在晶格失配问题。因为“若生长的两种材质不同或不相近,他们各自的原子结构会有差别。如:化学键能、原子间隙、键距离及原子立体空间分布等。使用他们做外延,势必破坏他们各自的空间分布状态。键能、间隙、键距在他们结合面就会或多或少发生变形扭曲,最终导致晶格失配问题。我们能做的主要是选用具有相同或相近的材质来进行外延生长。外延生长为什么是单晶。
常用的比如说硅单晶。单晶晶格常数比较大,所以外延生长氧化物薄膜一般用钛酸锶单晶。生长石墨烯可以用铜单晶。外延生长薄膜原理是:薄膜的某个结晶取向的晶格常数和单晶衬底的晶格常数相匹配,这样衬底就有诱导薄膜定向结晶的作用。但是薄膜不能生长的太厚,太厚了就没有诱导作用了。具体某种材料能不能进行...
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...
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...
外延生长的简介
外延生长技术发展于50年代末60年代初。当时,为了制造高频大功率器件,需要减小集电极串联电阻,又要求材料能耐高压和大电流,因此需要在低阻值衬底上生长一层薄的高阻外延层。外延生长的新单晶层可在导电类型、电阻率等方面与衬底不同,还可以生长不同厚度和不同要求的多层单晶,从而大大提高器件设计的灵活...
外延生长制备Cr5Te8\/WSe2超晶格结构(存在于建模软件上的结构终于实现了...
传统的外延和剥离方法难以实现规模化生产,而CVD虽然能制备出异质结构,但层间弱的范德华力限制了结构的完整性,往往只能形成有限尺寸的纳米线结构。研究团队采用创新的CVD方法首先制备出WSe2单层,并通过外延生长技术,实现了与Cr5Te8的无缝对接,形成了3x3和7x7晶格匹配的超晶格。这一结构的精确性得到了...
外延生长的介绍
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,犹如原来的晶体向外延伸了一段,故称外延生长。
外延缺陷是什么
外延指的是气相外延或者是液相外延。也就是在基板上生长相同材质(同质外延)或不同材质(异质外延)的材料。外延缺陷是指我们在外延生长单晶材料时,外延生长的材料不可能是一个完美的单晶,可能在生长过程中会引入缺陷。这些缺陷就是外延缺陷。 外延缺陷包括穿透位错、堆垛位错等很多种类。
非外延生长是否存在晶格失配问题
非外延生长也存在晶格失配问题。因为“若生长的两种材质不同或不相近,他们各自的原子结构会有差别。如:化学键能、原子间隙、键距离及原子立体空间分布等。使用他们做外延,势必破坏他们各自的空间分布状态。键能、间隙、键距在他们结合面就会或多或少发生变形扭曲,最终导致晶格失配问题。我们能做的主要是...
半导体制造工艺--外延生长
从初始籽晶的选择,到外延工艺的精细调控,每一个环节都关乎着最终产品的卓越品质。外延生长并非单纯的附加工艺,而是半导体制造链中的核心环节。它通过控制原子间的有序排列,创建出理想的晶体结构,这种结构决定了电子的流动路径和速度。在应变工程中,外延膜的生长方式能够精确控制其在晶体管沟道内的应力...
气相外延的生长状态以什么为单元
气相外延一种单晶薄层生长方法。气相外延广义上是化学气相沉积的一种特殊方式,其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续,而且与衬底的晶向保持对应的关系。在气相状态下,将半导体材料淀积在单晶片上,使它沿着单晶片的结晶轴方向生长出一层厚度和电阻率合乎要求的单晶层,这一工艺称为气相外延。其特点有(1...
宦鹏恺诺: 非外延生长也存在晶格失配问题.因为“若生长的两种材质不同或不相近,他们各自的原子结构会有差别.如:化学键能、原子间隙、键距离及原子立体空间分布等.使用他们做外延,势必破坏他们各自的空间分布状态.键能、间隙、键距在他们结合面就会或多或少发生变形扭曲,最终导致晶格失配问题.我们能做的主要是选用具有相同或相近的材质来进行外延生长.
永兴县15399488227: 什么是虚衬底,什么是赝晶 - ?
宦鹏恺诺: 衬底就是说最底部是这种材.赝晶:不是真晶.结构较松散,还有较多气孔等,待进一步烧结后,致密化成陶瓷晶体.赝晶体就是晶格存在畸变的晶体.一般,赝晶体是生长在晶格失配(晶格常数不同)的衬底上的薄膜材料.赝晶生长技术是制...
永兴县15399488227: LED用蓝宝石衬底材料有哪几种? - ?
宦鹏恺诺: LED用衬底材料一般有蓝宝石衬底,碳化硅衬底及硅衬底三种,其中蓝宝石衬底应用最广泛,因为其加工方法以及加工成本等与其他两种相比较都有不小的优势.虽说在晶格匹配上面是氮化镓衬底砷化镓衬底最为匹配,但其生产加工方法要比碳...
永兴县15399488227: LED外延层指什么 - ?
宦鹏恺诺: 非也非也!外延层是指生长沉积在衬底上的那一部分,外延片是外延层加上衬底.外延层的厚度比衬底的厚度小很多,微米级别的.蓝宝石衬底在生长外延层之前一般都要进行pss处理以减小晶格失配,增加沉底和外延层的结合力,另外经过pss衬底处理过的衬底有助于光参数的提升,另外一个提升光参数的方法还有se(侧壁腐蚀).
永兴县15399488227: 衬底的材料选用 - ?
宦鹏恺诺: 对于制作LED芯片来说,衬底材料的选用是首要考虑的问题.应该采用哪种合适的衬底,需要根据设备和LED器件的要求进行选择.目前市面上一般有三种材料可作为衬底:·蓝宝石(Al2O3) ·硅(Si) ·碳化硅(SiC) 蓝宝石衬底通常,...
永兴县15399488227: 求教各位大虾,为什么制作led芯片要用SiC或蓝宝石衬底? - ?
宦鹏恺诺: l确切的说是GaN-led芯片采取蓝宝石或者sic,这是因为GaN没有体块材料,无法同质外延.只能采取异质外延的方法生长.蓝宝石的话价格低廉,外延技术成熟.而SiC由于其和GaN晶格失配小,热导率高,非常适宜高功率led制备.
永兴县15399488227: 化学新手上路,请问可以用于制造半导体的元素都有哪些? - ?
宦鹏恺诺: 常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体.元素半导体是由单一元素制成的半导体材料.主要有硅、锗、硒等,以硅、锗应用最广.化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体.二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、 Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等) 、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物.三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体,如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等.有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等,还处于研究阶段.此外,还有非晶态和液态半导体材料,这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构.
永兴县15399488227: 盐的结晶,加入晶种的作用能引发溶液结晶,有没有改变溶液过饱和度的作用呢? - ?
宦鹏恺诺: 晶种是用于过饱和溶液的结晶;也用于单晶制备.后者属于“外延生长”;前者属于非匀相形核.晶种在非匀相形核过程中的作用是“降低了形核功”;增大形核率;让盐快速结晶.提高生产率.没有改变过饱和率.
永兴县15399488227: 半导体材料有什么特点,内部构造有什么特点 - ?
宦鹏恺诺: 半导体材料是室温下导电性介于导电材料和绝缘材料之间的一类功能材料.靠电子和空穴两种载流子实现导电,室温时电阻率一般在10-5~107欧·米之间.通常电阻率随温度升高而增大;若掺入活性杂质或用光、射线辐照,可使其电阻率有几个...