光电半导体材料制备.PDFVIP

光电半导体材料科学与技术 第四章 光电半导体材料制备 4.1 单晶制备原理 4.2 主要的单晶生长方法 4.3 外延薄膜材料制备技术 4.4 多晶和非晶薄膜材料制备技术 1 光电半导体材料科学与技术 • Mono‐crystal ，mono‐crystalline ， single crystal  • 整个晶体是一个完整的单一结构，即结晶体内部的微 粒在三维空间呈高度有规律地、周期性地排列，或者 说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整 个晶体中质点在空间的排列为长程有序。 掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG ）单晶体 掺钕钒酸钇（Nd:YVO ）单晶体 Ti:Sapphire单晶体 4 光电半导体材料科学与技术 以相变过程和结晶的驱动力不同分类单晶的生长方法： 固体 晶体 熔体生长法 液体 晶体 溶液生长法 气体 晶体 气相生长法 从溶液中生长晶体 由两种或两种以上物质所组成的均匀混合物叫做溶液。包括气体溶液、 液体溶液和固体溶液． 熔体：常温下是固态的纯物质的液相称为熔体． 饱和与过饱和： 溶解度 溶解度是从溶液中生长晶体的最基本的数据．溶解度可用在一定条件 (温度、压力)下饱和溶液的浓度来表示． 光电半导体材料科学与技术 溶解度曲线实际上给出不同 温度下的饱和溶液的浓度， 所以也称为饱和曲线． ´ ´ 亚稳过饱和区 A B 和AB之 间: 如果没有外加杂质或引入 晶核的话，那么溶液本身是不 会自发产生晶核而析出晶体的。 光电半导体材料科学与技术 而在稍远离溶解度区域内，稳定性 差，即使没有外加杂质或引入晶核， 溶液本身也会自发析出固相。不 ´ ´ 稳定过饱和区--A B 以上 B稳定区：即不饱和区，不可能发生 结晶作用—AB线以下 三个区域以亚稳区最为重要， 因为从溶液中生长晶体都是在这 个区域内进行的． 光电半导体材料科学与技术 Melt Growth MethodsMelt Growth Methods Horizontal Boat Growth: - Horizontal Gradient Freezing - Horizontal Bridgman - Horizontal Zone melting Vertical Boat Growth: - Vertical Bridgeman(VB) - Vertical Zone Melting Czochralski pulling method Liquid Encapsulated Czochralski Horizontal Gradient FreezingHorizontal Gradient Freezing Floating Zone