拉晶工艺的相关知识重点

招专业人才上一览英才拉晶工艺的相关知识

一、与杂质有关的几个概念

杂质来源：杂质类型施主杂质受主杂质电中性杂质杂质位置：杂质能级浅能级杂质深能级杂质深能级杂质金在锗中的能级及杂质补偿

（1）当锗中有N型浅施主杂质时

（2）当锗中有P型浅受主杂质时

二、掺杂剂的选择

1、电学性质：原子半径、核外电子结构

尽量选择与锗、硅原子半径近似的杂质元素作为掺杂剂，以保证晶体生长的完整性

N型掺杂：V族

P型掺杂：III族

2、物理化学性质：固溶度、蒸发系数、分凝系数、扩散系数

杂质原子半径越大，特征原子构型与锗、硅的越不同，它们在锗、硅中的固溶度越小。III，V族在锗，硅中固溶度大，快蒸发杂质的掺杂不宜在真空而应在保护性气氛下进行，采用投杂法分凝系数远离 1 的杂质难于进行重掺杂。

三、根据杂质在晶体中的扩散系数选择

在高温工艺中，如扩散、外延，掺杂元素的扩散系数小一览英才网是基于行业垂直细分和区域横向细分的网络招聘网站平台，国内各行业各地区首选求职招聘网站平台！

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快扩散杂质：H，Li, Na, Cu, Fe, K, Au, He, Ag, 慢扩散杂质：Al,P,B,Ga, Tl, Sb，As

四、常用掺杂剂

Si N型：P P型：B

Ge N型：Sb P型：Ga

掺杂办法：共熔投杂（体单晶生长中）

热扩散掺杂、离子注入掺杂（平面工艺中）、中子嬗变掺杂

五、掺杂量的计算（轻掺杂时）

1、只考虑杂质分凝时的掺杂计算

2、采用母合金投入计算母合金用量

3、母合金中杂质浓度Cm的求法

4、考虑坩埚污染及蒸发的掺杂计算

5、实际拉制P型硅及N型硅的掺杂计算

六、纵向电阻率均匀性的控制

影响因素：分凝、蒸发、坩埚污染

变速拉晶：从分凝作用考虑、从蒸发作用考虑稀释溶质：双坩埚及连续送料CZ 技术

七、径向电阻率均匀性的控制

影响因素：固液界面的平坦度、小平面效应

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招专业人才上一览英才固液界面的影响：生长速率不变时，生长过程中固液界面的变化

小平面效应：弯曲的固液界面，界面各处过冷度不同

沿<111>方向生长时不同固液界面小平面出现的位置调平固液界面的方法：调整生长热系统，使径向温度梯度变小；调节拉晶参数：凸界面，增加拉速；凹界面，降低拉速

调整晶体或坩埚的转速：增大晶转：使凸变凹

增大埚转：使凹变凸。增大坩埚与晶体直径的比值，使固液界面变平坦，同时可降低位错及氧含量。

八、生长层定义

生长层：晶体内溶质浓度交替变化的晶体薄层。生长层的形状和固液界面的形状相同，厚度等于一个周期内的一览英才网是基于行业垂直细分和区域横向细分的网络招聘网站平台，国内各行业各地区首选求职招聘网站平台！

招专业人才上一览英才界面位移。

生长层的连续排列就组成了生长条纹。

纵截面、横截面的条纹形状

九、直拉法工艺中消除旋转性条纹

首先将籽晶轴调整到籽晶杆的转轴一致，即籽晶杆旋转时籽晶不画圆。通常热场对称轴就是坩埚对称轴，将坩埚对称轴和籽晶轴调整到同轴。设计炉膛时尽量使发热体、保温罩等具有轴对称性并与坩埚对称轴一致。减小或废除小观察孔十、消除一般性杂质条纹的办法

掺杂单晶在一定温度下退火，使一部份浓度较高的杂质条纹衰减

中子嬗变掺杂

强磁场中拉单晶（MCZ）、中子嬗变掺杂退火，以消除辐照造成的损伤。在放置一段时间以降低放射性掺杂均匀性好，没有分凝和小平面效应的影响，没有杂质条纹十一、强磁场中拉单晶（MCZ）的改进作用

1.有效抑制热对流，减小了熔体中的温度波动，使液面平整。ΔT：10℃→

1℃( 0.2T)，基本消除生长条纹

2.减少熔硅与坩埚作用，使坩埚中杂质较少进入熔体，并可有效控制晶体中氧浓度。

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招专业人才上一览英才 3.由于磁粘滞性，使扩散层厚度增大，Keff增大，提高了杂质纵向分布的均匀性

4.提高生产效率

组分过冷的定义：在拉制重掺杂单晶时，对于K<1杂质，由于分凝作用在界面附近形成一个杂质富集层。在富集层内各点的凝固点不同，虽然界面的温度为凝固点，但离开界一览英才网是基于行业垂直细分和区域横向细分的网络招聘网站平台，国内各行业各地区首选求职招聘网站平台！

招专业人才上一览英才面的熔体的实际温度低于凝固点，处于过冷状态。原来固液界面前沿的过热熔体因杂质的聚集产生一过冷区，这种因组分变化而产生的过冷现象称为组分过冷。

在平坦的界面上因干扰产生突起时，其尖端处于过冷度较大的熔体中，它的生长速率比界面快，凸起不能自动消失，于是平坦的界面稳定性就被破坏了。

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