真空高阻區(qū)熔硅單晶生長技術(shù)的研究.pdf

1、半導(dǎo)體材料主要有元素半導(dǎo)體材料、化合物半導(dǎo)體材料兩大類。硅是典型的元素半導(dǎo)體材料，具有儲量豐富、性能優(yōu)良、易長成大尺寸、晶體純度高的優(yōu)點，目前世界上90％以上的半導(dǎo)體器件和95％以上的集成電路都是在硅晶片上制作的。在軍事領(lǐng)域，絕大部分軍事專用集成電路都是硅材料制作的，它可用來制作各種微波器件、數(shù)字和模擬電路、抗輻照加固器件和電路、電力電子器件、光電器件、太陽電池、微機械電氣系統(tǒng)、傳感器等各種特種器件。
　　 傳統(tǒng)的硅單晶生長工藝

2、主要有直拉法(CZ)和區(qū)熔法(FZ)兩種，區(qū)熔法的優(yōu)點是可制備電阻率超過1000Ω·cm的高阻單晶。隨著軍用大面積高靈敏度探測器對超高阻硅單晶材料的需求量日益增加以及對材料電學(xué)性能指標要求越來越苛刻，傳統(tǒng)的氣氛環(huán)境下區(qū)熔法生長高阻硅單晶的工藝已不適應(yīng)多種軍用半導(dǎo)體探測器件的要求。為了生長出低缺陷、高純度的硅單晶，真空區(qū)熔工藝代之而起，并逐漸成為各國重點關(guān)注的熱門研究課題。從目前我國武器裝備以及軍用電子元器件的近期需求和長遠發(fā)展來看，對真

3、空高阻區(qū)熔硅單晶材料的需求數(shù)量將會大幅度增長。
　　 高純、高阻區(qū)熔硅單晶材料具有純度高(電阻率高、少子壽命高)、缺陷少(無位錯、無漩渦缺陷等)、補償度小、氧碳含量低等特點，是制作軍用光探測器所需的專用材料，被廣泛地應(yīng)用于各種軍用探測器件及低損耗微波器件中。這種光探測器，在國防設(shè)備中起著十分重要的作用，是尖端武器所需的器件，指標性能要求很高，對于硅材料的性能要求很嚴格。
　　 由于此種材料的生長工藝復(fù)雜程度高，技術(shù)難度大