下载文档原格式
《大规模集成电路制造工艺》共价键金刚石结构四面体二维空间结构简图拉晶过程1. 熔硅将坩埚内多晶料全部熔化；2. 引晶将籽晶下降与液面接近，使籽晶预热几分钟，俗称“烤晶”，以除去表面挥发性杂质同时可减少热冲击。
当温度稳定时，可将籽晶与熔体接触，籽晶向上拉，控制温度使熔体在籽晶上结晶；3.收颈指在引晶后略为降低温度，提高拉速，拉一段直径比籽晶细的部分。
其目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸。
颈一般要长于20mm。
拉晶过程4.放肩缩颈工艺完成后，略降低温度(15-40℃)，让晶体逐渐长大到所需的直径为止。
这称为“放肩”。
拉晶过程5.等径生长：当晶体直径到达所需尺寸后，提高拉速，使晶体直径不再增大，称为收肩。
收肩后保持晶体直径不变，就是等径生长。
此时要严格控制温度和拉速。
拉晶过程6.收晶：晶体生长所需长度后，拉速不变，升高熔体温度或熔体温度不变，加快拉速，使晶体脱离熔体液面。
拉晶过程300 mm （12inch ）和400 m （16inch ）的硅晶锭Csse C C k s0=l C k C （0）悬浮区熔工艺：（a ）结构图，（b ）掺杂评估所用的简单模型不同的k e 下，掺杂浓度和凝固区长度的函数关系图不同的悬浮区熔通过次数相对杂质浓度与区带长度的关系单就一次提纯的效果而言，直拉法的去杂质效果好直拉法生长单晶的特点优点：所生长单晶的直径较大, 成本相对较低；通过热场调整及晶转, 埚转等工艺参数的优化,可较好控制电阻率径向均匀性缺点：石英坩埚内壁被熔硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响, 易引入氧碳杂质, 不易生长高电阻率单晶.改进直拉法—磁控直拉技术原理：在直拉法单晶生长的基础上对坩埚内的熔体施加磁场,由于半导体熔体是良导体, 在磁场作用下受到与其运动方向相反作用力，于是熔体的热对流受到抑制。
除磁体外, 主体设备如单晶炉等并无大的差别。
优点：减少温度波动;减轻熔硅与坩埚作用;降低了缺陷密度, 氧的含量;使扩散层厚度增大;提高了电阻分布的均匀性。
第六章纳米材料的光学性能第一节基本概念纳米材料的量子效应、大的比表面效应、界面原子排列和键组态的较大无规则等特性对纳米微粒的光学特性有很大影响，使纳米材料与同质的体材料有很大不同。
研究纳米材料光学特性的理论基础是量子力学，本章将不详述这种具体理论，但在了解纳米材料光学特性的过程中，经常会遇到以下几个概念，这里先作介绍。
一、激子激子(Exciton)可以简单地理解为束缚的电子-空穴对。
从价带激发到导带的电子通常是自由的，在价带自由运动的空穴和在导带自由运动的电子，通过库仑相互作用束缚在一起，形成束缚的电子-空穴对，就形成激子，电子和空穴复合时便发光，即以光子的形式释放能量，如图6-1所示。
根据电子和空穴相互作用的强弱，激子分为万尼尔（Wannier ）激子（松束缚）和弗仑克尔（Frenkel ）激子（紧束缚）。
在半导体、金属等纳米材料中通常遇到的多是万尼尔激子。
这种激子能量与波矢K 的关系可写为：)3,2,1(2)(2*22 n n R m K E K E g n（6-1）其中g E 为相应材料的能隙，**h e m m m 是电子和空穴的有效质量之和，*R 是激子的等效里德伯能量：eV 6.132* R , 是相对介电常数（有时直称为介电常数）， 是电子与空穴的折合质量，**111h e m m 。
如果（6-1）式中0 K ，则激子能量：)3,2,1()(2*n n R E K E g n（6-2）)(K E n 比能隙小，所以允许带间直接跃迁时，激子光吸收过程所需光子的能量比本征吸收要小，亦即在本征吸收限的长波方向存在与激子光吸收相对应的吸收过程。
图6-1 半导体激子及发光示意图由于激子的本征方程与类氢原子类似，激子的半径也是量子化的，最小的激子半径称之为激子玻尔半径，表示为：)nm (053.00 m a B（6-3）其中0m 是电子的静质量。
在半导体发光材料中，当材料体系的尺寸与激子玻尔半径相近时，就会出现量子限域效应，亦即系统中的能级出现一系列分立值，电子在能级出现量子化的系统中的运动受到了约束限制。
1微纳电子器件陈军
•微纳电子器件发展
课程内容简介
1.硅基CMOS器件
的发展2.小尺寸硅基
CMOS器件面临的问题3.硅基纳米CMOS器件技术1.碳纳米管和纳米线器件2.石墨烯纳米电子器件3.其它新型纳电子器件
1.MEMS/NEMS器件
2.柔性微纳电子器件
3.真空微纳电子器件2
第六章石墨烯纳电子器件（含其它二维原子晶体材料器件）
Contents1. Graphene –Discovery–Electronic properties–Preparation method–Graphene electron device
2. Other 2D materials and devices3
1. Graphene-----the first 2D crystal lattice
（1）DiscoveryScience 306, 666 (2004). Publication date: 22 October 20044
Paper about graphene in Sicence,2004Science 306, 666 (2004). Results about Electronic Properties of Graphene films
…..for multilayer graphene, we observed mobilitiesup to ∼15,000 cm2/V·s at 300 K and ∼60,000 cm2/V·s at 4 K.Science 306, 666 (2004). 5
Andre Geim & Konstantin Novselov•The Nobel Prize in Physics 2010 was awarded jointly to Andre Geim and Konstantin Novoselov"for groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene"
半导体材料课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：半导体材料所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业限选学分： 3（二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备大体原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方式。
目标与任务：使学生把握要紧半导体材料的性质和制备方式，了解半导体材料最新进展情形、为以后从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。
同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
（四）教材：杨树人《半导体材料》要紧参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》二、课程内容与安排第一章半导体材料概述第一节半导体材料进展历程第二节半导体材料分类第三节半导体材料制备方式综述第二章硅和锗的制备第一节硅和锗的物理化学性质第二节高纯硅的制备第三节锗的富集与提纯第三章区熔提纯第一节分凝现象与分凝系数第二节区熔原理第三节锗的区熔提纯第四章晶体生长第一节晶体生长理论基础第二节熔体的晶体生长第三节硅、锗单晶生长第五章硅、锗晶体中的杂质和缺点第一节硅、锗晶体中杂质的性质第二节硅、锗晶体的搀杂第三节硅、锗单晶的位错第四节硅单晶中的微缺点第六章硅外延生长第一节硅的气相外延生长第二节硅外延生长的缺点及电阻率操纵第三节硅的异质外延第七章化合物半导体的外延生长第一节气相外延生长（VPE）第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）第三节分子束外延生长（MBE）第四节其他外延生长技术第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用第三节 GaAs单晶中杂质操纵及搀杂第四节 InP、GaP等的制备及应用第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料第一节氮化物半导体材料特性及应用第二节氮化物半导体材料的外延生长第三节碳化硅材料的特性及应用第十章其他半导体材料第一节半导体金刚石的制备及应用第二节低维半导体材料及应用第三节有机半导体材料（一）教学方式与学时分派依照教材中的内容，通过板书和ppt进行讲解。
