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半导体实验思考题
西安理工大学半导体物理思考题
第一上传是因为这个我帮女友完成的第一个项目,第二我知道学弟学妹们需要
实验一
?
时间过长,光圈变大变亮。
,(111),(110),(100)晶面的三个特征光图之间的相互方位如何?
解理法
将待测晶锭的一端先磨成锥形,在盛有 80#金刚沙的研钵中研磨,使锥形对面上解理出微小的解理面。这些解理面都是按特定的晶向解理出来,因而包含着结晶学构造中的各种方向特征。 所示的单晶硅一类的金刚石结构中,其一级理解面为{111},这使因为此晶面族之间原子间距最大,键合最小,
最容易在外力作用下发生解理。从图 可以看出,[110]是一跟二次轴,其周围有两个对称的理解面(111)和(111),如果[110]晶轴与激光束平行,则从(111)、(!! 1)解理面上反射得到的特征光图呈二次轴对称。而[100]是一根四次轴,其周围有四个解理面,(111)、(111)、(11 1),因而特征光图具有四次轴对称性。由于研磨不能保证全部得到由理想的解理面组成的由规则小坑,而往往是杂乱无章的,因此反射出来的特征光图就
显的比较暗淡,降低了定向精度。在硅单晶定向中主要采用腐蚀法。两种不同的预处理工艺所产生的特征光图的区别是:(1)由于小坑内暴露出来的晶面不同,反射光束的方位和角度也不用;(2 )解理法产生的光图,其光斑呈点庄,这是因为其反射面为镜状解理面,这是由于腐蚀坑的侧面和底面的相交处的边缘呈圆钝状。
实验二
?他们对器件有何影响?
层错:硅单晶沿[111]方向生长,原子排列次序一定是 AA’’…,但是由于某种原因,原子排列不按正常次序生长AA’BC’AA’’…,这样原子层产生了错排。
产生的原因:固液交界面掉有固体颗粒或热应力较大,过冷度较大等都可能造成层错面缺陷的产生,当衬底表面有机械损伤、杂质、局部氧化物、高位错密度等都有可能引起层错的产生。
层错常常发生在外延生长的硅单晶体上,当硅单晶片经过900~1200℃热氧化过程后,经常可发现表面出现层错。这些由氧化过程引起的层错,称之为OISF。
因为每个层错都结合着部分位错,所以层错对硅单晶片的电性质影响与位错相似。
对电子器件的影响
1)增加漏电流
2)降低栅氧化层质量
3)造成击穿
在材料科学中,指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。从几何角度看,位错属于一种线缺陷,可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线,其存在对材料的物理性能,尤其是力学性能,具有极大的影响。
半导体晶体中的线缺陷主要是位错。晶体生长过程中由于热应力(或其他外力)作用,使晶体中某一部分(沿滑移面)发生滑移,已滑移区与未滑移区的分界线叫位错线,简称为位错。
位错的一般特性:(1)位错虽被视为线缺陷,但并非几何学意义上的线,而是有一定宽度的管道。(2)位错管道内及其附近形成一个应力场。位错管道内原子的平均能量比其他区域大得多,故位错不是平衡缺陷。(3)位错在晶体中可形成一封闭环形,或终止于晶体表面,或终止于晶粒间界上,但不能终止于晶体内部。