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文檔簡介

半導(dǎo)體材料：2晶體生長02晶體生長2.1晶體生長的熱力學(xué)條件：1 在相平衡下，不會有相的改變，也不會有晶體生長。2 熱力學(xué)認(rèn)為，晶體生長是一個動態(tài)過程，是從非平衡態(tài)到平衡態(tài)的過渡過程。3 只有在舊相處于過飽和時（比如過冷）才會結(jié)晶。晶體生長方式：1固相生長： 高T，P石墨 金剛石2液相生長：降溫高溫下飽和食鹽水 食鹽結(jié)晶3氣象生長：CVD晶體生長的熱力學(xué)條件：1氣固 P1P0 加壓2溶液中生長晶體 過飽和3熔體中生長 降溫這些操作都會使自由能G降低。2.2晶核的形成 在晶體生長的過程中，新相核的發(fā)生和長大稱為成核過程，成核又可分為均勻成核和非均勻成核。均勻成核：在一定的過飽和度，過冷度條件下，由體系直接形成的晶核叫均勻成核，又叫自發(fā)成核。非均勻成核：在體系中存在外來質(zhì)點(diǎn)（塵埃，固體顆粒，籽晶等），在外來質(zhì)點(diǎn)上成核叫非均勻成核或非自發(fā)成核。講均勻成核 介紹非均勻成核。均勻成核：1單個晶核的形成例 氣固相變 一定溫度下氣體分子能量有一定分布狀態(tài)有能量起伏和漲落能量低的分子 “小集團(tuán)” 形成穩(wěn)定晶核晶胚 再拆散成單分子能量分析：對小集團(tuán)1 分子之間聚集在一起是一個凝固過程。凝固過程中分子之間互相聚集，使得體積自由能GV 減小。 但由于新相的生長會形成氣固界面，需要一定的表面能 GS GV 使得體系總的自由能降低。 GS使得體系總的自由能升高。總自由能G= GV+ GS對于r的半徑球體，G=4/3r3gV+4r2 gV：單位體積變化所引起體積自由能的變化， 是負(fù)值。 ： 單位表面能，是正值。解釋圖 rO 臨界半徑 rO的物理意義 r ro 的晶胚 長大的幾率大 因?yàn)檫@樣G r = ro 的晶核叫臨界晶核臨界晶核的特點(diǎn)是：長大和消失的幾率相等dG/dr=08r+4r2gV=0 ro=2/gVGo=4ro2/3=1/3Gso體系自由能剛好是其變面能的1/3，其余2/3Gso被GV體積自由能抵消，在臨界狀態(tài)下成核必須提供1/3的表面能。這

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