在半导体工艺中,籽晶的作用是什么?

在半导体工艺中,籽晶的作用是什么?,第1张

籽晶是用直拉法生长单晶硅用的“种子”

籽晶是拉单晶必不可少的种子,一方面,籽晶作为复制样本,可使拉制出的硅锭和籽晶有相同的晶向;另一方面,籽晶是作为晶核的,有较大的晶核的存在可以减少熔体向晶体转化时必须克服的势垒。

在直拉单晶中,需要一定晶向的晶种作为直拉单晶引晶,晶向主要有[100]、[110]、[111]三种。半导体三种晶向都有,太阳能主要用[100]晶向的籽晶。

区熔籽晶的型号有N型和P型,是籽晶中纯度和电阻率要求最高的,电阻率至少要求在300Ω.cm以上,少子寿命值一般都在几百甚至几千微秒以上,晶向类型分<111>和<110>两种,该类籽晶一般呈方形长条状。 蓝宝石具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性等特点,广泛应用在医疗、环保、化工、高真空测试、LED等等领域。然而,蓝宝石的制备及其品质一直是应用关注的核心问题,制备好品质的蓝宝石最关键要素之一就是晶种的选择。晶种的类型、表面性质和吸附变化极大地影响着蓝宝石晶体的生长类型、缺陷结构以及电学性质等等。做为蓝宝石长晶用的一种晶棒,如下图:

作为SiC长晶用的一种晶种,其形状主要以薄片状为主,如下图

前三种籽晶主要是CZ直拉单晶专用籽晶,方籽晶由于加工过程中容易产生机械应力、崩边损伤,已经逐步退出历史舞台,它们的用途都一样,主要是根据拉单晶的投料量,一般直径12.5mm的圆籽晶最多能拉制60KG的晶棒,直径17.5mm一般最多能拉制90KG的晶棒,90kg以上的一般采用锥籽晶、半锥籽晶和三节锥籽晶。

注:带红点标识的为半锥籽晶、蓝点标识的为全锥籽晶、绿点标识的为圆籽晶、黄点的为方形籽晶(其中大的带槽口的为太阳能的方籽晶,小的为区熔级方籽晶)


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