在晶体生长过程中,人们经常会提到一种晶体的生长方法,叫做提拉法。设备示意图如下图所示,将多晶原料装在坩埚中,并被加热到原料的熔点以上,此时,坩埚内的原料就熔化成熔体。在坩埚的上方有一根可以旋转和升降的提拉杆,杆的下端带有一个夹头,其上装有籽晶。降低提拉杆,使籽晶插入熔体中, 只要温度合适,籽晶既不熔掉也不长大,然后缓慢地向上提拉和转动晶杆, 熔体在籽晶表面凝固,得到与原籽晶结晶学取向相同的棒状晶体。在提拉过程中,缓慢地降低加热功率,籽晶就逐渐长粗,小心地调节加热功率,就能得到所需直径的晶体。整个生长装置安放在一个可以封闭的外罩里,以便使生长环境中有所需要的气氛和压强.。通过外罩的窗口,可以观察到生长情况。
(1)在晶体的生长过程中,可以方便地观察晶体的生长状况;(2)晶体在熔体的自由表面处生长,而不与坩埚相接触,可以减少晶体的应力并防止坩埚壁上的寄生成核;(3)可以方便地使用定向籽晶得到完整的具有所需取向的晶体。(1)提拉法广泛用于生长 Si、Ge、 GaAs等半导体单晶材料,(2)为防止物料中 As、 P等的损失,反应经常在高压惰性气氛中进行, 或使用液相封盖技术。(3)目前提拉法已用于生产激光发生器件,例如Nd-YAG等激光材料。下图是采用提拉法生长的晶锭,它经切割后成为我们半导体行业常接触的晶圆。
晶锭经切割后,成为晶圆,晶圆外观如下图:
上面讲解了一种晶体生长的方法,下面大致讲解一些晶体的应用。在外力作用下发生变形时,其表面产生电荷效应的晶体;
在外加电场作用下折射率发生变化,从而使通过晶体的一束激光分解为两束偏振方向相互垂直的偏振光,并产生一根位差效应的晶体。
组成晶体的原子因外层电子在光作用下偏离其平衡位置而发生极化
吸收足够的能量之后能发出一种特殊的强光——"激光"!
电阻率介于典型的金属和绝缘体之间的一类物质,其电阻率在10-2至107周期表上第IV主族的硅(Si)和锗(Ge),此外还有III~V族的砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb)和II~VI族的硒化锌(ZnSe)等。