碳化硅晶體生長與缺陷

內(nèi)容概要

　　《碳化硅晶體生長與缺陷》系統(tǒng)地介紹了物理氣相輸運(yùn)（PVT）法碳化硅晶體生長與缺陷研究方面的工作，由碳化硅晶體的多型結(jié)構(gòu)與表征、碳化硅晶體的PVT法生長、氣相組分SimCn和碳化硅晶體的生長機(jī)制、碳化硅晶體的結(jié)晶缺陷四部分組成?！短蓟杈w生長與缺陷》從碳化硅晶體結(jié)構(gòu)出發(fā)，把氣相組分作為貫穿生長原料分解升華、系統(tǒng)中的質(zhì)量／能量輸運(yùn)、生長界面的結(jié)晶過程、晶體中缺陷的繁衍與發(fā)育等的一條主線，從而使讀者對PVT法碳化硅晶體生長的復(fù)雜系統(tǒng)和過程有一個(gè)全面的、深入的認(rèn)識和理解?！　　短蓟杈w生長與缺陷》可供從事無機(jī)晶體生長研究的科技人員參考，亦可供從事相關(guān)領(lǐng)域研究的科技人員和在學(xué)研究生閱讀。

書籍目錄

前言 1 碳化硅晶體的多型結(jié)構(gòu)與表征 1.1晶體的多型 1.2碳化硅晶體的結(jié)構(gòu)層與基本結(jié)構(gòu)單元 1.3碳化硅晶體多型的共生與連生 1.43C—sic多型的結(jié)構(gòu) 1.52H—sic多型的結(jié)構(gòu) 1.64H—sic多型的結(jié)構(gòu) 1.76H—sic多型的結(jié)構(gòu) 1.815R—sic多型的結(jié)構(gòu) 1.9碳化硅晶體多型結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化 1.10碳化硅晶體多型結(jié)構(gòu)鑒別概述 1.11X射線衍射法鑒別碳化硅晶體多型結(jié)構(gòu) 1.12高分辨率透射電子顯微鏡法鑒別碳化硅晶體多型結(jié)構(gòu) 1.13吸收光譜法鑒別碳化硅晶體多型結(jié)構(gòu) 1.14拉曼光譜法鑒別碳化硅晶體多型結(jié)構(gòu) 符號說明和注解 2 碳化硅晶體的物理氣相輸運(yùn)（PVT）法生長 2.1硅—碳二元體系和硅—碳—金屬元素三元體系的相圖 2.2固態(tài)碳化硅分解升華的熱力學(xué)研究 2.3PVT法碳化硅晶體生長技術(shù)的發(fā)展歷程 2.4PVT法碳化硅晶體生長系統(tǒng)概述 2.5PVT法碳化硅晶體生長模型研究 2.6PVT法碳化硅晶體生長系統(tǒng)的可控變量與間接變量 2.7PVT法碳化硅晶體生長系統(tǒng)變量之間的強(qiáng)耦合 2.8生長原料區(qū)溫度場和碳化硅粉體的演變 2.9石墨坩堝生長腔內(nèi)溫度場的演變 符號說明和注解 3 氣相組分和碳化硅晶體的生長機(jī)制 3.1氣相組分概述 3.2PVT法碳化硅晶體生長的螺旋位錯(cuò)機(jī)制 3.3氣相組分在PVT法碳化硅晶體生長研究中的地位 3.4純硅氣相組分sim的穩(wěn)定構(gòu)型與能量 3.5純碳?xì)庀嘟M分cn的穩(wěn)定構(gòu)型與能量 3.6硅碳?xì)庀嘟M分simcn的穩(wěn)定構(gòu)型與能量 3.7氣相組分simcn構(gòu)型的轉(zhuǎn)變 3.8氣相組分simcn的化學(xué)序 3.9氣相組分simcn的相互作用 3.10氣相組分simcn在生長界面上的結(jié)晶 符號說明和注解 4 碳化硅晶體的結(jié)晶缺陷 4.1碳化硅晶體結(jié)晶缺陷概述 4.2碳化硅晶片結(jié)晶質(zhì)量的整體評價(jià) 4.3碳化硅晶片幾何特性和表面加工質(zhì)量的整體評價(jià) 4.4多型共生缺陷 4.5鑲嵌結(jié)構(gòu)缺陷 4.6堆垛層錯(cuò) 4.7孔道與微管道 符號說明和注解 后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    需要指出的是，Hertz—Knudsen方程產(chǎn)生于對凝聚態(tài)物質(zhì)蒸發(fā)過程的瞄述，給出了宏觀物理量（氣相壓強(qiáng)、溫度）與微觀物理量（粒子的質(zhì)量、單位面積的蒸發(fā)物在單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的粒子數(shù)）之間的關(guān)系。在凝聚態(tài)（液態(tài)與固態(tài)）物質(zhì)蒸發(fā)過程中，考察的客體只有兩個(gè)，一個(gè)是凝聚相，另一個(gè)是氣相，構(gòu)成凝聚相與氣相的是同種粒子，在氣相中不存在改變粒子存在形式與性質(zhì)的反應(yīng)。如果在系統(tǒng)中增加一個(gè)考察的客體，只要在過程中不發(fā)生改變粒子存在形式與性質(zhì)的反應(yīng)，以Hertz-Knudsen方程為基礎(chǔ)對過程進(jìn)行描述仍然是有效的。例如，在物理氣相沉積（physicalvapor deposition，PVD）系統(tǒng)中，考察的客體有三個(gè)，一個(gè)是作為物料源的凝聚相，另一個(gè)是氣相，還有一個(gè)是作為目標(biāo)體的凝聚相。系統(tǒng)中除了蒸發(fā)、輸運(yùn)、沉積這三個(gè)物理過程之外，不存在其他的化學(xué)或結(jié)晶過程。因此，Hertz—Knudsen方程在PVD法材料制備研究中也得到了很好的應(yīng)用。但是，PVT法碳化硅晶體生長過程與PVD過程有著本質(zhì)區(qū)別，表現(xiàn)在：作為物料源的凝聚相（碳化硅粉體）在一定溫度下發(fā)生了分解升華，作為目標(biāo)體的凝聚相在表面（生長界面）上發(fā)生了沉積結(jié)晶；在氣相中還存在改變氣相組分SimCn結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相互作用。因此，不能簡單地套用Hertz—Knudsen方程來描述生長界面上發(fā)生的沉積結(jié)晶過程。 2.6 PVT法碳化硅晶體生長系統(tǒng)的可控變量與間接變量 PVT法晶體生長技術(shù)與熔體法、溶液法晶體生長技術(shù)的比較。本節(jié)將對PVT法與其他晶體生長技術(shù)（方法）進(jìn)行比較。熔體法是一種重要的晶體生長方法，它包括熔體籽晶提拉法（即Czochralski法）和熔體坩堝下降法（即Bridgman法）。圖2.19（a）給出了熔體法晶體生長系統(tǒng)的示意圖?？梢钥吹?，熔體法晶體生長系統(tǒng)具有以下特征：（1）系統(tǒng)中存在液相與固相兩個(gè)物相，其中液相是與晶體化學(xué)組成相同的熔體，固相是生長著的晶體。（2）液相與固相之間存在一個(gè)界面，即熔體／晶體界面，在晶體生長過程中，發(fā)生了熔體粒子通過結(jié)晶過程轉(zhuǎn)變?yōu)榫Ц窳Ｗ拥南嘧?。?）如果把熔體中發(fā)生的質(zhì)量輸運(yùn)和熱量輸運(yùn)簡化為僅與空間位置相關(guān)的函數(shù)，熔體／晶體界面過程就成為熔體法晶體生長研究的最主要的問題。

編輯推薦

《碳化硅晶體生長與缺陷》可供從事無機(jī)晶體生長研究的科技人員參考，亦可供從事相關(guān)領(lǐng)域研究的科技人員和在學(xué)研究生閱讀。硅元素和碳元素是大自然賜予人類的兩個(gè)極為珍貴的物質(zhì)禮物，我們可以說，如果沒有它們，人類社會的生產(chǎn)和生活活動將會終止。雖然硅和碳是自然界中最豐量的元素，但在地球長達(dá)數(shù)十億年的演化過程中，卻沒有形成有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的結(jié)晶態(tài)碳化硅礦物。迄今為止，人們只是在金剛石或火山巖中發(fā)現(xiàn)了少量共生的天然結(jié)晶態(tài)碳化硅。實(shí)現(xiàn)碳化硅材料的人工制備，包括碳化硅陶瓷材料和碳化硅晶體，并將其運(yùn)用到社會生產(chǎn)與生活的許多方面，是人類在近現(xiàn)代材料研究與工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重大創(chuàng)造。

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