无位错Si单晶剖析(二)

一、引言 报导C·Z法和F·Z法生长无位错Si单晶的早期作者,都未报导过外形表征,如鼓棱(ridge-like bulges)。后来,国内外有关文献虽然也叙述了外形特征和现象,但对于结晶过程的微观机理都未讨论过。到了七十年代,西泽润一寺崎健等人对Si(111)原子排列优先方向的讨论,和T.F.Ciszek对F.Z晶体鼓棱的分析,才初步对微观机理问题有了一些认识。国内,近年来对此问题也有些看法,认为鼓棱是倾斜的(111)小平面的生长、合适的应力作用等等。迄今为止,国内外对此问题并无文献系统地分析和总结,同时在实际工作中又出现许多现象,用现有文献的分析结论是无法解释的。例如,无位错Si单晶有时无鼓棱、有时鼓棱处又呈晶带状、有时晶体呈蛇形,而且有时鼓棱有一条、两条或三条,甚至有六条之多。以上这些现象,仅用目前的观点对(111)上Si原子排列结晶动力学的特性是无法解释的。本文则是考虑〔111〕生长对(111)上各晶向Si     

无位错硅单晶剖析(一)

本文通过实验观察,研究了Dash缩径工艺中迭结面位错延伸消失的特征。指出位错随晶体生长而延伸的形式有沿{111}的滑移、<111>的攀移和二者兼并之。依据实验所进行的理论分析指出: 滑移延伸时 ι〔111〕ψ≥φctgβ 攀移延伸时 L〔111〕ψ≥φtgβ 兼并延伸时 ι+L>ι>L 式中ι、L是长度,φ是直径,β是偏角ψ和方位角ψ_1的函数。     

4英寸无位错GaAs单晶研制成功

据日本孟山都公司报道,该公司制备3时无位错单晶炉及单晶直径自动控制技术加以改进,采用垂直外加磁场全液封工艺,在不增加掺In量的前提下,实现了4时无位错GaAs单晶的生长.测量表明,腐蚀坑密度一般为50     

用液体包封技术制备无位错砷化镓单晶

用液体包封技术通过缩晶的手段已能生长无位错砷化镓单晶。已经发现晶体直径的缩细是降低位错的主要措施。熔体组分的化学配比不一定要很严格;只要它能充分维持一个合适的生长速率即可。接近固液交界面必须有一个低的温度梯度,而且这个低温度梯度可以由三氧化二硼包封层的本身来获得。三氧化二硼熔体不一定产生位错。单晶是在〔111〕以及〔100〕方向生长的。分别通过腐蚀(111)-Ga 面和(100)面来观察位错。发现籽晶的所有位错都是从缩颈部分向着晶体的表面消失。     

正交铝酸钇单晶位错

用腐蚀坑及电子显微镜研究提拉法生长正交铝酸钇单晶的位错,表明主晶棱具有柏格矢量属性,其矢量主要为a〔100〕及b〔010 〕。位错一般形成简单斜边界,有些很杂乱位错与孪晶边界混合在一起。位错形成表明c轴生长特性与材料各向异性收缩所产生应力有关;b轴晶体能生长无位错晶体。     

锗单晶的位错研究

采用金相分析方法研究了锗单晶的位错,腐蚀试剂的选择对位错的显示有较大影响。实验表明,铁氰化钾腐蚀液能清晰地显示出锗单晶的位错,其位错腐蚀坑的形状是三角形,经过计算,锗单晶的位错密度大约为11 339根/cm2。     

Ce热引入Si单晶中及Ce在Si中的扩散系数(英文)

Ce has been introduced into the Si single crystal by means of vacuum deposition of Ce onto a Si wafer and then annealing at 1050℃ for 20 hours in vacuum.In the annealing process, Ce-Si alloy was formed on the surface at first, then Ce atoms were diffused into Si and produced a diffusion region with thickness about 4.5μm. The concentration profile of Ce was dedermined by SIMS. The diffusion coefficient of Ce in Si at 1050℃ was obtained as 3.9×10-13 cm2/s while the average resistivity P of the Ce diffusion layer was measured from 77K to 450K.     

锑化铟单晶中α位错的运动速度

采用二次腐蚀技术研究了纯净及掺杂晶体内α位错的运动速度与浓度及应力的关系.实验表明,InSb晶体内的位错运动速度具有明显的热激活性质.与纯样品相比,N型掺杂晶体的激活能较小,位错速度相应增加,而在P型掺杂晶体内,激活能值明显增加,位错速度显著减小.依据α位错受主性质,对实验现象进行了解释.     

大直径锑化铟单晶位错控制研究

本文采用的晶体生长装置具有特别的生长室结构,其外壳为不锈钢水套,可保证生长室与外界热隔离,使晶体生长不受外界干扰;另外,生长室尺寸较大,外壳直径为500mm,可使用外径达Φ100mm的坩埚;又采用了自动等径控制技术,因而可生长出大直径(Φ30～45mm)的锑化铟单晶。通过调整生长室内的温场,有效地控制了锑化铟单晶中的位错数量,得到了位错密度非常小的锑化铟晶片(EPD<10~2cm~(-2))。     

钇铝石榴石单晶位错的研究

本文研究了钇铝石榴石(YAG)单晶的位错。叙述了以提拉法生长YAG晶体平均位错密度的分布。测定了各种生长因素对晶体结构完善性的影响。讨论了改进晶体质量的若干方法。     

位错芯重构缺陷对于Si中位错运动的影响

为了研究晶格常数不匹配的异质结SiGe/Si生长过程中低温缓冲层内缺陷对位错运动的影响,使用位错偶极子模型在Si晶体内建立了一对30°部分位错,和导致30°部分位错运动的弯结结构,以及位错芯重构缺陷(RD)与弯结组合而生成的弯结-RD结构.通过分子动力学模拟,使用Parrnello-Rahmman方法施加剪应力促使位错运动,得到了左右弯结-RD结构在迁移过程中的8种稳定构型,并且使用NEB方法和紧束缚势计算了纯弯结和弯结-RD迁移过程中势垒高度,发现弯结-RD的迁移能力要高于纯弯结结构.从模拟结果推断出,低温层生长技术中的Si低温缓冲层由于低温限制了重构缺陷的运动,减少其相遇发生湮灭的概率,从而使得更多的弯结能够与重构缺陷结合生成弯结-RD结构来提高30°部分位错的运动能力,由此释放异质结结构失配应力所需的位错密度会随之减小.     

无源光网络技术剖析(下)

GPON TC层GPON的TC层整体结构如图4所示,其中专门定义了GEM(GPONEncapsulation Method)用于封装除ATM之外的业务,比如TDM、Ethernet数据。GEM的封装格式如下图所示: PLI用于描述变长的数据净荷长度。PortID为数据通道标识,类似与ATM信元中的VPI/VCI参数,通过PortID,GPON在PON点对多点的网络拓扑上实现点对点仿真,值得注意的是每个ONU可以具备多个PortID,例如每个PortID对应ONU不同业务。为了传送TDM话音业务,GPON 定义了125ms帧长的下行帧结构,自然支持TDM业务的映射,不必进行8KHz时钟恢复,充分兼容现有的…     

无源光网络技术剖析(上)

无源光网络(PON)并不是一种新技术,从上个世纪90年代开始,利用PON网络传输话音业务的窄带PON网络在国内得到了一定的应用,但是并没有标准化.     

位错芯重构缺陷对于Si中位错运动的影响

为了研究晶格常数不匹配的异质结SiGe/Si生长过程中低温缓冲层内缺陷对位错运动的影响,使用位错偶极子模型在Si晶体内建立了一对30°部分位错,和导致30°部分位错运动的弯结结构,以及位错芯重构缺陷(RD)与弯结组合而生成的弯结-RD结构.通过分子动力学模拟,使用Parrnello-Rahmman方法施加剪应力促使位错运动,得到了左右弯结-RD结构在迁移过程中的8种稳定构型,并且使用NEB方法和紧束缚势计算了纯弯结和弯结-RD迁移过程中势垒高度,发现弯结-RD的迁移能力要高于纯弯结结构.从模拟结果推断出,低温层生长技术中的Si低温缓冲层由于低温限制了重构缺陷的运动,减少其相遇发生湮灭的概率,从而使得更多的弯结能够与重构缺陷结合生成弯结-RD结构来提高30°部分位错的运动能力,由此释放异质结结构失配应力所需的位错密度会随之减小.     

在B_2O_3密封剂中生长无位错半绝缘GaAs单晶

本文介绍了用全密封直拉(FEC)法与掺杂等价元素 In 相结合生长无位错 GaAs 单晶。实验表明可以成功地获得直径为25～30mm 的无位错半绝缘GaAs 单晶。从籽晶沿〈100〉轴直接传播下来的位错只有几百个。采用 FEC 方法的关键主要是因为减少了晶体表面 As 元素的挥发。用这个方法也能拉制直径为 50mm 的几乎无位错的单晶。     

单晶钽裂纹尖端的位错原位观察

本文利用原创双金属片技术,在透射电子显微镜中实现了对小尺寸单晶钽(Ta)拉伸变形的原位实验观察.由于裂纹尖端的塑性区具有与材料整体塑性变形类似的特征,因此本实验针对裂纹尖端处的位错行为进行了研究.实验发现随着裂纹的扩展,有大量呈弯曲或钩状的位错不断形核,并朝着位错弯曲的部分滑移.在进一步的拉伸应力作用下,位错的长直部分不断长大并使这些位错在裂纹尖端堆积.对裂纹尖端的原位高分辨图像观察,发现在单晶钽中有大量伯氏矢量b=1/2〈111〉型位错的形核和逃逸现象.因此,证明这些混合位错对BCC单晶钽的塑性变形有一定贡献,并首次给出了纳米尺度材料中位错堆积的实验证据.     

杂质对磷化铟单晶生长位错的影响

采用x射线双晶衍射、化学腐蚀等方法,研究了Sn、Fe、S等杂质对InP单晶生长位错的影响及位错分布。分析和讨论了关于杂质效应机理的不同解释。     

铌单晶恒应变疲劳的位错机制

体心立方金属循环变形的位错组态研究工作目前开展得还不多,Mughrabi等用透射电镜观察了α—Fe循环变形过程中的位错组态;Mori等人研究了Fe—Si单晶循环周次和位错结构之间的关系。我们观察了不同循环周次下铌单晶的位错组态,也就是塑性应变幅恒定时循环硬化曲线上各部分的位错组态。选用轴向为[321]方向的铌单晶(单滑移系)。其循环硬化曲线见图1(塑性应变幅e_P=4.5×10~3)。曲线明显地分成三个阶段:Ⅰ.小应变阶段(曲线缓慢上升);Ⅱ.快速硬化阶段(曲线急速上升);Ⅲ.饱和阶段(曲线趋向水平)。在曲线中选择A、B、C、D四点观察其位错组态,电镜观察选用(101)面(滑移面)和(111)面(垂直于滑移方向的平面)。滑移面(101)面上布氏矢量b_P的方向为[111]。 A点(e_(cum)=0.09)处于循环硬化曲线的第Ⅰ阶段。(101)面上位错组态为许多较密集的位错网络和碎块状的位错圈,位错网络中刃型位错占相当一部分的比例,虽然位错还没有形成条带,但已看出局部地区位错开始缠结。