半导体单晶激光定向 【引言】 目前，半导体的研究和生产所用的材料仍以硅、锗及化合物半导体为主。它们的结构主要是金刚石，闪锌矿和纤维矿结构。晶体的鲜明的特点是各个方向性质不同。即具有各向异性的特点。在不同的晶轴方向，它们的物理性能，化学性能差别非常大。例如：晶面的法向生长速度，腐蚀速度。杂质的扩散速度，氧化速度，以及晶面的解理特性等等，都由于晶体的取向不同而不同。况且在科研和生产中，由于我们制造的器件使用目的不同。往往也要求我们所用基片的半导体材料的晶向不同。所以我们需首先对晶轴进行定向。 测定晶体取向有解理法，X 射线劳埃法，X 射线衍射法和光学反射图象法等多种方法。其中光学反射图象法是目前生产中广泛使用的方法。这个方法较为简便，能直接进行观测，而且在测定低指数晶面时精确度相当好。 本实验的目的，就是要了解光学反射图象法测定单晶晶面的原理，通过使用激光定向仪掌握测定硅单晶的（111），（100）晶面的定向技术。 【实验原理】 1 ．从晶体外形确定晶向 由于硅、锗的金刚石结构以及 GaAs 的闪锌矿结构的特点，晶体在沿某一晶向生长时，单晶的外表将规律的分布着生长棱线。沿（111）方向生长的硅单晶锭有六个或三个对称分布的棱线。沿（ 010）方向生长的硅单晶锭有四个对称分布的棱线。 （110）方向生长的硅单晶锭则有四个不对称分布的棱线。晶体表面的这些棱线都是由于晶体生长过程中，生长最慢的｛111｝晶面族中各晶面在交界处形成的。这是由于｛ 111｝晶面是金刚石晶体的密排面，晶体表面有取原子密排面的趋势。也就是说，在晶体生长过程中不同晶面的生长速率不同。图 1 直拉硅单晶的定向示即原子沿晶面横向生长速度快，垂直生长速度慢。 意图 原于密度比较大的晶切方向上原子间相互联合的键力较强，容易拉取介质中的原子沿横向生长。而晶面与晶面之间的距离较大，相互吸引较弱，面，面上的原子间距较小，在面横因此介质中的原子在这样的面上生长新的晶面相对要困难。所以 ｛11l｝晶面是生长速度最慢的原子密排面；晶体的棱边就是这些｛111｝晶面的交线。由上所述，我们很容易由晶体的外形判定它们的晶向；如沿 <111>晶向直拉生长的硅单晶体有三条对称分布的棱。单晶的生长方向为：若将籽晶对着自己，眼睛看过去的方向为 <111>；反之为< 1 1 1 > 晶向。 在<111>硅单晶横截面上任意连接二棱，将连线向另一棱线方向偏 54垂直切下，°44' 切面即向 当的预处理...
