第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院第一章硅的晶体结构与单晶生长第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院第一章硅的晶体结构与单晶生长第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院第一章硅的晶体结构与单晶生长第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.1硅晶体结构的特点1.2晶向、晶面和堆积模型1.3硅晶体中的缺陷1.4硅中的杂质1.5杂质在硅晶体中的溶解度1.6硅单晶生长第一章硅的晶体结构与单晶生长下一页第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院§1.1硅晶体结构的特点§1.1硅晶体结构的特点1.1.1晶胞1、晶格第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院简单立方体心立方面心立方2、晶胞定义：最大限度地反映晶体对称性质的最小单元第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院•300K时，硅的a=5.4305Å,锗的a=5.6463Å硅晶胞（金刚石结构）两套面心立方格子沿体心对角线位移四分之一长度套构而成2、晶胞第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.1.2原子密度1.1.2原子密度顶角：1/8；面心：1/2；体心：4一个硅晶胞中的原子数:8*1/8+6*1/2+4=8每个原子所占空间体积为：a3/8硅晶胞的原子密度:8/a3=5×1022/cm3锗晶胞的原子密度:8/a3=4.425×1022/cm3原子密度：原子个数/单位体积第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.1.3共价四面体1.1.3共价四面体一个原子在正四面体的中心，其它四个同它共价的原子位于正四面体的顶点，这种四面体称为共价四面体。最小原子间距：即正四面体中心原子到顶角原子的距离，即晶胞对角线长的四分之一。硅的晶体结构：第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.1.4晶体内部的空隙硅原子半径：rsi==1.17Å硅原子体积:单位原子在晶格中占有的体积：空间利用率：硅原子体积/单位原子在晶格中占有的体积约为34%a83334iSr381a返回空隙为杂质在其中存在并运动创造了条件。第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院§1.2晶向、晶面和堆积模型§1.2晶向、晶面和堆积模型1.2.1晶向晶列：晶格中的原子处在的一系列方向相同的平行直线系上晶向：一族晶列所指的方向，可由连接晶列中相邻格点的矢量的方向来标记。晶向指数：[m1,m2,m3];原子线密度：原子个数/单位长度•不同晶向氧化速率、腐蚀速率不同•<110>方向上的原子线密度最大第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院晶向的表示方法晶向的表示方法第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院等效晶向（1）第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院等效晶向（2）第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.2.2晶面1.2.2晶面晶面：晶格中的原子处在的一系列彼此平行的平面系晶面方向：晶面的法线方向，可由相邻的两个平行晶面在坐标轴上的截距的倒数来标识。晶面指数：(h1,h2,h3）;{h1,h2,h3}原子面密度：原子个数/单位面积（110）面上的原子密度最大第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院等效晶面第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院硅片鉴别方法（SEMI标准）硅片鉴别方法（SEMI标准）双级集成电路工艺CMOS集成电路工艺第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.2.3堆积模型图密堆积模型密排面两层密排面第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院密堆积类型：ABAB…..六角密积ABCABC…..立方密积密堆积类型通过对面心立方晶格中（111）面原子的观察：面心立方晶格的（111）面是密排面面心立方晶格的（111）面之间的堆积是立方密积第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院1.2.4双层密排面1.2.4双层密排面双层密排面特点：密排面面内原子结合力强，面间结合力弱金刚石晶格是由两套面心立方晶格套构而成，故其{111}晶面是原子密排面。硅晶体的堆积次序是：AA´BB´CC´AA´BB´CC´···硅晶体的密排面为双层密排面第一章硅的晶体结构与单晶生长电子科技大学中山学院金刚石晶面性质：金刚石晶面性质：1.由于{111...
