氯化锌钾单晶的直拉法生长

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单晶培养.单晶生长原理及其常规方法

单晶的培养

物质的结构决定物质的物理化学性质和性能，同时物理化学性质和性能是物质结构的反映。只有充分了解物质结构，才能深入认识和理解物质的性能，才能更好地改进化合物和材料的性质与功能，设计出性能良好的新化合物和新材料。单晶结构分析可以提供一个化合物在固态中所有原子的精确空间位置、原子的连接形式、分子构象、准确的键长和键角等数据，从而为化学、材料科学和生命科学等研究提供广泛而重要的信息。X射线晶体结构分析的过程，从单晶培养开始，到晶体的挑选与安置，继而使用衍射仪测量衍射数据，再利用各种结构分析与数据拟合方法，进行晶体结构解析与结构精修，最后得到各种晶体结构的几何数据与结构图形等结果。要获得比较理想的衍射数据，首先必须获得质量好的单晶。衍射实验所需要单晶的培养，需要采用合适的方法，以获得质量好、尺寸合适的晶体。晶体的生长和质量主要依赖于晶核形成和生长的速率。如果晶核形成速率大于生长速率，就会形成大量的微晶，并容易出现晶体团聚。相反，太快的生长速率会引起晶体出现缺陷。以下是几种常用的有效的方法和一些实用的建议。

1.溶液中晶体的生长

从溶液中将化合物结晶出来，是单晶体生长的最常用的形式。它是通过冷却或蒸发化合物的饱和溶液，让化合物从溶液中结晶出来。这时最好采取各种必要的措施，使其缓慢冷却或蒸发，以期获得比较完美的晶体。因为晶体的生长和质量主要依赖于晶核形成和生长的速率。如果晶核形成速率大于生长速率，就会形成大量的微晶，并容易出现晶体团聚。相反，太快的生长速率会引起晶体出现缺陷。在实验中，通常注意以下几个方面:

zno单晶的koh碱液法生长和表征

zno单晶的koh碱液法生长和表征采用自发成核方法,以KOH碱液作助熔剂,在银、镍和铁坩埚中分别生长了透明、棕绿色和棕色的纤维锌矿氧化锌单晶。X射线衍射和电感耦合等离子体原子发射光谱分析表明:晶体的颜色与所含的杂质有关,这些杂质来源于所使用的坩埚。采用光致发光光谱对所生长的晶体进行了表征,结果显示,从银坩埚中生长的氧化锌晶体质量较高,其室温下用325nm波长光激发的PL光谱显示381nm强的紫外发射峰。在此基础上,从200mL银坩埚中生长出了尺寸为φ3mm×

34mm氧化锌晶体。

单晶的培养方法和手段

单晶是指由同一种材料构成的晶体，其内部结构完全一致。单晶具有优异的物理和化学性能，广泛应用于材料科学、电子工程、光学等领域。为了获得高质量的单晶，科学家们不断探索和改进单晶的培养方法和手段。

一、传统的单晶培养方法

1. 液相培养法

液相培养法是最早被应用于单晶培养的方法之一。它的基本思想是将晶体原料溶解在适当的溶液中，然后通过控制温度、浓度和溶液的饱和度等因素，使晶体在溶液中长大。液相培养法简单易行，适用于许多材料的单晶生长。

2. 气相培养法

气相培养法是用气体作为晶体原料，通过物理或化学反应使气体在晶体生长区域沉积并形成单晶。气相培养法具有单晶生长速度快、晶体质量高的优点，广泛应用于半导体材料、金属材料等领域。

3. 溶液培养法

溶液培养法是将晶体原料溶解在适当的溶剂中，然后通过调节温度、浓度和溶液的饱和度等因素，使晶体在溶液中生长。溶液培养法适用于许多无机材料和生物材料的单晶培养。

4. 熔融培养法

熔融培养法是将晶体原料加热至熔融状态，然后冷却使其凝固成单晶。熔融培养法适用于高熔点材料和不溶于常见溶剂的材料的单晶培养。

二、新兴的单晶培养方法

1. 气体相生长法

气体相生长法是一种新兴的单晶培养方法，它利用气体在高温和高压下的反应生成单晶。这种方法可以获得高质量的单晶，并且可以控制晶体的形状和尺寸。

2. 分子束外延法

分子束外延法是一种利用分子束的能量和动量控制晶体生长的方法。通过控制分子束的能量和角度，可以在基底上生长出单晶薄膜。

3. 气相输运法

气相输运法是一种利用气相中的原子或分子在高温和高压下迁移并在基底上生长单晶的方法。这种方法适用于高熔点材料和不溶于常见溶剂的单晶培养。

直拉硅单晶生长工艺流程与原理

培训内容
一、直拉法单晶硅生长环境
二、直拉式单晶炉基本结构三、直拉法单晶硅生长工艺步骤
一、直拉硅单晶的生长环境
高温环境的形成
1、硅的熔点1420℃左右； 2、主炉室内安装石墨加热器和保温材料（热场），低压大电流流过加热
器产生高温，热量通过辐射加热石墨坩埚，由石墨坩埚加热石英坩埚和
多晶硅料，达到熔化和结晶所需的温度。调节加热器功率以控制熔体温度；
单晶炉的真空度及真空的泄漏率对单晶硅生长至关重要！
直拉单晶炉内部的气氛环境特征
1、用高纯氩气保护（99.999%）； 2、带走氧气等泄露进炉内的杂质，并带走熔液表面蒸发的SiO（流动性）； 3、顶上充入，用真空泵从炉底抽气抽空管道上设置电动蝶阀以实现炉内压力的闭环控制（保护性气体的流向）； 4、气体进入真空泵之前经过过滤罐将杂质粉尘分离，减少对泵油的污染（过滤罐的作用）；顺畅气流流动对单晶硅生长非常重要！
直拉单晶炉热系统及气氛流动示意图第五级单晶炉对外界环境的要求第五级直拉单晶炉上轴软轴对环境的要求直拉单晶炉软轴长度约45m直径25mm在炉子顶上有一个旋转的缆车机构提拉头拉晶时不停旋转并缓慢的卷动钢缆提升单晶棒
直拉式单晶炉培训
（直拉法晶体硅生长流程与原理）
技术工艺部报告人：丁永生日期：2011.10.21
3、保温结构用于构成下热上冷的温度梯度，以

直拉单晶指导

第一章熟悉半导体硅材料的基础理论与工艺

一. 熟悉半导体硅材料的基础知识：

半导体基础知识：

○1电阻率:电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10－4—10P欧姆/㎝之间，温度升高时电阻率指数则减小。

○2半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体两大类。化合物半导体包括Ⅲ—Ⅴ族化合物(如:砷化镓、磷化镓等)。Ⅱ—Ⅵ(二价至六价)族化合物(硫化镉、硫化锌等)，氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物)以及由Ⅲ—Ⅴ价族化合物和Ⅱ—Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)

○3除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。不含杂质且无晶格缺陷的半导体统称为本征半导体。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率比较大，实际应用不多。

○4半导体的杂质:半导体中的杂质对电阻率的影响特别大。半导体中掺入微量杂质时，例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价结合，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主杂质。

○5在锗或硅晶体中掺入三价元素硼、铝、镓等杂质原子时，杂质原子与周围的四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，而形成一个空穴载流子。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时，有价带中形成一个载流子所需能量比本征半导体情形小得多，半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发都会使自由载子数增加而导致电阻率减小。半导体热敏电阻元件和光敏电阻元件就是根据此原理制成的。

单晶小知识直拉法

为了提高生产率，节约石英坩埚（在晶体生产成本中占相当比例），发展了连续直拉生长技术，主要是重新装料和连续加料两中技术：
1，重新加料直拉生长技术：可节约大量时间（生长完毕后的降温、开炉、装炉等），一个坩埚可用多次。
2，连续加料直拉生长技术：除了具有重新装料的优点外，还可保持整个生长过程中熔体的体积恒定，提高基本稳定的生长条件，因而可得到电阻率纵向分布均匀的单晶。连续加料直拉生长技术有两种加料法：连续固体送料和连续液体送料法。
由于杂质分凝和蒸发效应，可以生长出高电阻率硅单晶。
直拉法的引晶阶段的熔体高度最高，裸露坩埚壁的高度最小，在晶体生长过程直到收尾阶段，裸露坩埚壁的高度不断增大，这样造成生长条件不断变化（熔体的对流、热传输、固液界面形状等），即整个晶锭从头到尾经历不同的热历史：头部受热时间最长，尾部最短，这样会造成晶体轴向、径向杂质分布不均匀。
直拉法－技术改进
一，磁控直拉技术
－放肩：将晶体控制到所需直径；
－等径生长：根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长到所需长度；
－收尾：直径逐渐缩小，离开熔体；
－降温：降底温度，取出晶体，待后续加工
直拉法－几个基本问题
最大生长速度
晶体生长最大速度与晶体中的纵向温度梯度、晶体的热导率、晶体密度等有关。提高晶体中的温度梯度，可以提高晶体生长速度；但温度梯度太大，将在晶体中产生较大的热应力，会导致位错等晶体缺陷的形成，甚至会使晶体产生裂纹。为了降低位错密度，晶体实际生长速度往往低于最大生长速度。

氯化钾单晶的制备

引言概述：

氯化钾单晶是一种重要的无机化合物，广泛应用于化学、医药、电子等领域。本文将从制备氯化钾单晶的方法、工艺流程、影响因素、优化措施以及应用前景等五个大点展开，以期为读者提供相关知识和参考。

正文内容：

1. 制备方法

1.1 溶液法：通过将氯化钾溶解于适量的溶剂中，控制温度和浓度，利用溶剂的挥发或降温结晶得到氯化钾单晶。

1.2 熔融法：将氯化钾加热至熔点，然后缓慢冷却，使其结晶成单晶体。

1.3 气相法：通过氯化钾的气相沉积或气相传输反应，利用气体载体将氯化钾沉积在基底上，得到氯化钾单晶。

2. 工艺流程

2.1 溶液法工艺流程：溶解氯化钾，过滤杂质，控制温度和浓度，搅拌均匀，降温结晶，过滤、洗涤、干燥，得到氯化钾单晶。

2.2 熔融法工艺流程：加热氯化钾至熔点，搅拌均匀，缓慢冷却，结晶，过滤、洗涤、干燥，得到氯化钾单晶。

2.3 气相法工艺流程：气相沉积或气相传输反应，控制气体流速和温度，沉积在基底上，过滤、洗涤、干燥，得到氯化钾单晶。

3. 影响因素

3.1 温度：制备氯化钾单晶过程中，温度的控制对晶体质量具有重要影响，过高或过低的温度都会导致晶体质量下降。

3.2 浓度：溶液法制备氯化钾单晶时，溶液浓度的控制对晶体的生长速率和质量有直接影响。

3.3 搅拌速度：溶液法和熔融法制备氯化钾单晶时，搅拌速度的控制可以影响晶体的形态和尺寸分布。

3.4 基底选择：气相法制备氯化钾单晶时，基底的选择对晶体的生长方向和质量有重要影响。

3.5 杂质控制：制备氯化钾单晶时，杂质的控制对晶体的纯度和晶体结构的稳定性至关重要。

氯化钾单晶的制备_概述及解释说明

氯化钾单晶的制备概述及解释说明

1. 引言

1.1 概述

氯化钾单晶是一种重要的无机材料，具有广泛的应用领域。它是由氯化钾分子组成、具有均匀结构和高度有序性的晶体。制备氯化钾单晶对于研究其物理、化学性质以及开发相关应用具有重要意义。

1.2 文章结构

本文将对氯化钾单晶的制备方法进行详细介绍，并解释制备过程中涉及的关键原理和影响因素。同时，还将展示实验结果并进行讨论与分析，最终给出结论并展望未来可能的研究方向。

1.3 目的

本文旨在全面概述氯化钾单晶的制备方法以及相关解释说明，为读者提供一个清晰而全面的理解。通过本文，读者将了解到如何制备氯化钾单晶、其结晶原理以及影响制备过程的因素。同时，借助实验结果与讨论部分，读者可以对该材料的特性进行评价与比较，并为今后的研究提供参考和展望。

以上内容为文章"1. 引言"部分详细内容，请根据需要进行编辑和修改。

2. 氯化钾单晶的制备

2.1 定义和背景

氯化钾单晶是以氯化钾为原料通过特定的制备方法而得到的一种具有完整晶格结构并且呈现出较大尺寸的晶体。氯化钾在生物医学、光电子学和材料科学等领域有广泛应用，因此氯化钾单晶的制备具有重要意义。

2.2 制备方法一

首先，准备适量的高纯度氯化钾原料，并将其溶解在足够的溶剂中，常见的溶剂包括水、乙醇或其他合适的有机溶剂。接着，将溶液缓慢加热并搅拌使其达到透明状态，并保持在特定温度下持续一段时间，促使晶体生长。随后，将晶体从溶液中取出，并进行洗涤和干燥处理。最后，通过进一步处理和加工获得整齐平整且具有明确形态的氯化钾单晶。

2.3 制备方法二

Czochralski(CZ)方式拉单晶

单晶体原那么上能够由固态、液态（熔体或溶液）或气态生长而得。事实上人工晶体多半由熔体达到必然的过冷或溶液达到必然的过饱和而得。晶体生长是用必然的方式和技术，使单晶体由液态或气态结晶成长。由液态结晶又能够分成熔体生长或溶液生长两大类。

熔体生长法这类方法是最常用的，主要有提拉法（又称丘克拉斯基法）、坩埚下降法、区熔法、焰熔法（又称维尔纳叶法）等。

提拉法此法是由熔体生长单晶的一项最主要的方法，被加热的坩埚中盛着熔融的料，籽晶杆带着籽晶由上而下插入熔体，由于固液界面附近的熔体维持一定的过冷度、熔体沿籽晶结晶，并随籽晶的逐渐上升而生长成棒状单晶。坩埚可以由高频感应或电阻加热。半导体锗、硅、氧化物单晶如钇铝石榴石、钆镓石榴石、铌酸锂等均用此方法生长而得。应用此方法时控制晶体品质的主要因素是固液界面的温度梯度、生长速率、晶转速率以及熔体的流体效应等。

坩埚下降法将盛满材料的坩埚置放在竖直的炉内,炉分上下两部分，中间以挡板隔开，上部温度较高，能使坩埚内的材料维持熔融状态，下部则温度较低，当坩埚在炉内由上缓缓下降到炉内下部位置时，材料熔体就开始结晶。坩埚的底部形状多半是尖锥形，或带有细颈,便于优选籽晶,也有半球形状的以便于籽晶生长。晶体的形状与坩埚的形状是一致的，大的碱卤化合物及氟化物等光学晶体是用这种方法生长的。

区熔法将一个多晶材料棒，通过一个狭窄的高温区，使材料形成一个狭窄的熔区，移动材料棒或加热体，使熔区移动而结晶，最后材料棒就形成了单晶棒。这方法可以使单晶材料在结晶过程中纯度提得很高，并且也能使掺质掺得很均匀。区熔技术有水平法和依靠表面张力的浮区熔炼两种。

直拉法单晶硅的工艺流程

直拉法生长单晶硅的主要工艺流程为:准备→开炉→生长→停炉。

准备阶段先清洗和腐蚀多晶硅,去除表面的污物和氧化层,放人坩埚内。K4T51163QG-HCE6再准备籽晶,籽晶作为晶核,必须挑选晶格完整性好的单晶,其晶向应与将要拉制的单晶锭的晶向一致,籽晶表面应无氧化层、无划伤。最后将籽晶卡在拉杆卡具上。

开炉阶段是先开启真空设各将单晶生长室的真空度抽吸至高真空,一般在102Pa以上,通入惰性气体(如氩)及所需的掺杂气体,至一定真空度。然后,打开加热器升温,同时打开水冷装置,通入冷却循环水。硅的熔点是1417℃,待多晶硅完全熔融,坩埚温度升至约14⒛℃。

生长过程可分解为5个步骤:引晶→缩颈→放肩→等径生长→收尾。引晶又称为下种,是将籽晶与熔体很好地接触。缩颈是在籽晶与生长的单晶锭之问先收缩出晶颈,晶颈最细部分直径只有2~3mm。放肩是将晶颈放大至所拉制晶锭的直径尺寸,再等径生长硅锭.直至耗尽坩埚内的熔体硅。最后收尾结束单晶生长。

晶体生长中,控制拉杆提拉速度和转速、坩埚温度及坩埚反向转速是很重要的,硅锭的直径和生长速度与上述囚素有关。在坩埚温度、坩埚反向转速一定时,主要通过控制拉杆提拉速度来控制硅锭的生长。即籽晶熔接好后先快速提拉进行缩颈,再渐渐放慢提拉度进行放肩至所需直径,最后等速拉出等径硅锭。

crochralski法

关于crochralski法的相关问题。

1. 什么是crochralski法？

Crochralski法（Czochralski method）是一种用于晶体生长的工艺方法，通过在高温下将一个称作“种子”（seed）的晶体与熔融的物质接触，使晶体逐渐增长并形成完整的晶体。

2. crochralski法的历史和背景是什么？

Czochralski法最早由波兰科学家Jan Czochralski在1916年发现并提出，该方法最初用于金属材料的晶体生长。后来，随着材料科学的发展，crochralski法被广泛用于半导体、光电子学和光纤等领域的晶体生长。

3. crochralski法的工艺过程是怎样的？

crochralski法的工艺过程分为准备、熔炼、成型、冷却和修整等步骤。（1）准备：选取合适的种子晶体，并将其固定在晶体生长装置的底部。（2）熔炼：将适量的原料加入熔炉中进行熔化，并控制温度和熔体成分。（3）成型：将种子晶体与熔体接触，通过拉出晶体生长装置使种子晶体缓慢向上拉伸，同时转动，并通过准确控制温度差和拉速度来控制晶体的尺寸和纯度。

（4）冷却：当晶体达到所需尺寸后，停止拉晶过程，让晶体自然冷却。（5）修整：将冷却后的晶体切割、研磨和抛光，形成所需的形状和表面

质量。

4. crochralski法的原理是什么？

crochralski法的原理是基于熔体与晶体之间的凝固反应。在拉晶过程中，种子晶体和熔体接触，形成一个凝固界面。通过控制凝固界面与种子晶体之间的温度差和拉伸速度，可以控制晶体生长的尺寸和质量。当熔体冷却过程中，熔体中的原子逐渐排列成有序结构，形成晶体的晶格结构。

单晶生长方法

单晶生长是指通过合适的方法在晶体生长过程中得到只有一个晶体结构的单晶体。单晶体在材料科学、电子器件制造、光学等领域具有重要的应用价值。而单晶生长方法是实现单晶体生长的关键。

一、凝固法生长单晶

凝固法是一种常用的单晶生长方法，它通过控制溶液的冷却速度和晶体生长界面的温度梯度来实现单晶体的生长。凝固法主要包括自由凝固法、拉扩法、Bridgman法、Czochralski法等。

1.自由凝固法

自由凝固法是将溶液置于恒温器中，通过自由凝固来实现单晶体的生长。溶液在恒温器中逐渐冷却，当溶液达到饱和度时，晶体开始在液面上生长。自由凝固法适用于生长较小尺寸的单晶体。

2.拉扩法

拉扩法是将溶液置于拉扩炉中，通过拉动晶体生长棒来实现单晶体的生长。在拉扩炉中，晶体生长棒在一端浸入溶液中，通过控制晶体生长棒的升降速度和温度梯度，使晶体在生长棒上逐渐生长。拉扩法适用于生长较长的单晶体。

3.Bridgman法

Bridgman法是将溶液置于Bridgman炉中，通过控制温度梯度和晶体生长方向来实现单晶体的生长。在Bridgman炉中，溶液逐渐冷却，晶体在溶液中逐渐生长。Bridgman法适用于生长质量较高的单晶体。

4.Czochralski法

Czochralski法是将溶液置于Czochralski炉中，通过旋转晶体生长棒和控制溶液温度来实现单晶体的生长。在Czochralski炉中，晶体生长棒在溶液中旋转，溶液逐渐冷却，晶体在生长棒上逐渐生长。Czochralski法适用于生长直径较大的单晶体。

二、气相法生长单晶

单晶硅生长过程

CZ单晶生长法
1. CZ法晶体硅生长设备
CZ生长炉主要有四部分组成：（1）炉体：包括石英坩埚、石墨坩埚（用以支撑石英坩埚）、加热和绝热元件、炉壁等。在炉体内部这些影响热传导和温度分布的元件，一般通称为热场。
（2）晶棒/坩埚拉升旋转机构：包括籽晶夹头、
吊线和拉升旋转元件。（3）气压控制：包括Ar气体流量控制、真空系统和压力控制阀。
（5）等径生长引晶和放肩之后，通过拉速和温度的不断调整，可使晶棒的直径维持在±2mm之
间，这段直径固定的部分称之为晶身。由于硅片即来自于晶身，所以此阶段的
参数控制是非常重要的。由于在晶棒生长过程中，液面会逐渐下降，加热功率逐渐上升等因素，使得晶棒的散热速率随着晶棒长度的增加而递减。因此固液界面处的温度梯度减小，使得晶棒的最大拉速随着晶棒长度而减小。
Байду номын сангаас
然后加热至熔化温度（1420℃）以上，将晶硅原料熔化。使用过大的功率来熔化晶
硅，虽然可以缩短熔化时间，但是可能造成石英坩埚壁的过度损伤，而降低石英坩埚的寿命。反之若功率过小，则整个熔化过程耗时太久，产能下降。
3）引晶当硅熔液的温度稳定之后,将<100>或<111>方向的籽晶慢慢浸入硅熔液中，由于籽晶和硅熔液接触时的热应力，会使得籽晶产生位错，这些位错必须利用引晶生长使之消失。为了能完全消除位错，一般的原则是让引晶长度约等于一个晶棒直径的长度。

CZ法单晶生长原理及工艺流程

CZ生长原理及工艺流程

CZ法的基本原理，多晶体硅料经加热熔化，待温度合适后，经过将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，完成一根单晶锭的拉制。炉内的传热、传质、流体力学、化学反应等过程都直接影响到单晶的生长与生长成的单晶的质量，拉晶过程中可直接控制的参数有温度场、籽晶的晶向、坩埚和生长成的单晶的旋转与升降速率，炉内保护气体的种类、流向、流速、压力等。

CZ法生长的具体工艺过程包括装料与熔料、熔接、细颈、放肩、转肩、等径生长和收尾这样几个阶段。

1．装料、熔料

装料、熔料阶段是CZ生长过程的第一个阶段，这一阶段看起来似乎很简单，但是这一阶段操作

正确与否往往关系到生长过程的成败。大多数造成重大损失的事故(如坩埚破裂)都发生在或起源于这一·阶段。

2．籽晶与熔硅的熔接

当硅料全部熔化后，调整加热功率以控制熔体的温度。一般情况下，有两个传感器分别监测熔体表面和加热器保温罩石墨圆筒的温度，在热场和拉晶工艺改变不大的情况下，上一炉的温度读数可作为参考来设定引晶温度。按工艺要求调整气体的流量、压力、坩埚位置、晶转、埚转。硅料全部熔化后熔体必须有一定的稳定时间达到熔体温度和熔体的流动的稳定。装料量越大，则所需时间越长。待熔体稳定后，降下籽晶至离液面3～5mm距离，使粒晶预热，以减少籽经与熔硅的温度差，从而减少籽晶与熔硅接触时在籽晶中产生的热应力。预热后，下降籽晶至熔体的表面，让它们充分接触，这一过程称为熔接。在熔接过程中要注意观察所发生的现象来判断熔硅表面的温度是否合适，在合适的温度下，熔接后在界面处会逐渐产生由固液气三相交接处的弯月面所导致的光环(通常称为“光圈”)，并逐渐由光环的一部分变成完整的圆形光环，温度过高会使籽晶熔断，温度过低，将不会出现弯月面光环，甚至长出多晶。熟练的操作人员，能根据弯月面光环的宽度及明亮程度来判断熔体的温度是否合适。

晶体生长和外延

但是为了避免污染，MBE工艺保持在超高真空中进行(约10-8 Pa)是至为重要的。
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超高真空下外延
平均自由程:分子在各次碰撞期间, 其平均经过的距离：

kT 2Pd 2
对于室温下的气体分子(相当于分子直径为3.7Å)而言:
0.66 cm P为压强,其单位为Pa P
压强为10-8Pa时,
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点缺陷
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点缺陷
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点缺陷
缺陷尺寸在原子量级；在三维方向上缺陷来自百度文库寸都很小；
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线缺陷(位错)
刃型位错: 在晶格里额外插入一个原子平面
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线缺陷(位错)
正刃型位错; 负刃型位错;
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刃型位错特点
1) 刃型位错有一个额外的半原子面。 2) 晶体中存在刃位错后,位错周围的点阵发生弹性畸变：点阵畸变相对于多余半原子面是左右对称的，其程度随距位错线距离增大而减小。就正刃型位错而言,上方受压,下方受拉。 3）位错畸变区只有几个原子间距，是狭长的管道，故是线缺陷
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线缺陷(位错)
螺位错:将晶格剪开一部分并侧移一个晶格距离
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螺位错特点
1）无额外的半原子面； 2）位错周围点阵也发生弹性畸变，但单不引起体积的膨胀和收缩； 3）位错畸变区也是几个原子间距宽度，同样是线位错。
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面缺陷

单晶生长方法介绍

提拉法生长单晶特点： 1、从同组成的熔体中生长单晶的主要方法。 2、广泛用于生长Si、Ge、Ga、As等半导体单晶材料 3、为防止物料中As、P等的损失，反应经常在高压、惰性气氛中进行。 4、生长过程中可以方便的观察晶体的生长状况。 5、熔体表面生长单晶，不与坩埚接触，能显著减少晶体的应力，并防止埚壁的寄生成核。 6、可以方便的使用定向籽晶和“缩颈”工艺 7、生长过程易控制，速度快，易于得到大尺寸和高质量的单晶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2）石英的生长机制高温高压下，石英的生长过程分为：培养基中石英的溶解、溶解的SiO2向籽晶上生长两个过程。而石英的溶解与温度关系密切，符合 Arrhenius方程： lgS = -△H/2.303RT 式中， S—溶解度；△H—溶解热；T—热力学温度； R—摩尔气体常数，负号表示过程为吸热反应。
单晶生长方法介绍
1、普通降温法生长单晶是溶液法制备单晶中最简单的一种，适合实验室制备单晶。最初用于生长二磷酸腺甙 (ADP， 1947年英国人托德合成，一种人工生物单晶体) 、磷酸二氢钾(KDP )、磷酸二氘钾(DKDP）等的单晶体。 KDP和DKDP晶体均具有光电子性能、非线性性能和高压光学性能，还具有高的激光损伤阈和高的光学均一性，已经被广泛用作 Nd:YAG和Nd:YLF（LiYF4）激光器产生的第2、3、4谐波的频率倍增器。