简述外延薄膜的生长过程,其最显著的特征是什么?

题目

简述外延薄膜的生长过程,其最显著的特征是什么?

参考答案和解析
正确答案: 生长过程:①传输:反应物从气相经边界层转移到Si表面;②吸附:反应物吸附在Si表面;③化学反应:在Si表面进行化学反应,得到Si及副产物;④脱吸:副产物脱离吸附;⑤逸出:脱吸的副产物从表面转移到气相,逸出反应室;⑥加接:生成的Si原子加接到晶格点阵上,延续衬底晶向
生长特征:横向二维的层层长。晶面的构造可用三个密切联系的特征表示:平台、扭转、台阶
如果吸附原子A保持不动,其他硅原子可以被吸附过来,形成硅串或硅岛。大量的硅串在合并时,必定会产生严重的缺陷或形成多晶薄膜。
如果吸附原子具有比较高的能量,那么这个原子更倾向于沿着表面迁移,如果迁移到一个台阶边缘的位置,如图B位置,由于Si-Si键的相互作用,位置B比位置A更稳定,吸附原子就有很大的可能性保持在此位置。吸附原子最稳定的位置是所谓的扭转位置,如图中的位置C。当吸附原子到达一个扭转位置时,形成了一半的Si-Si键,进一步的迁移就不太可能发生了。在继续生长过程中,更多的吸附原子必定会迁移到扭转位置,从而加入到生长的薄膜中。
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相似问题和答案

第1题:

简述薄膜材料的形成过程,什么是分子束外延?什么是超晶格?


正确答案: 薄膜形成过程:一般分为凝结过程,岛形成与结合生长过程。
大多数薄膜都是以岛状形式形成和长大,即在基体表面上吸附原子凝结后,在表面上扩散迁移形成晶核,晶核再结合其它吸附原子逐渐长大形成小岛,岛再结合其他气相原子便形成薄膜,因此薄膜形成是由形核开始的。
形核首先经历吸附与凝结过程,原子相互碰撞结合成原子对或小原子团并凝结在基体表面上;这种原子团和其他吸附原子碰撞结合或释放出一个单原子,这个过程反复进行,使原子团中的原子数超过某一临界值,成为临界核,临界核继续与其他原子碰撞结合,只向长大方向发展形成稳定的原子团,称为稳定核;稳定核再捕获其他吸附原子,或者入射原子束中的气相原子直接碰撞在稳定核上被粘附,使稳定核进一步长大成为小岛。通过上述讨论可知,薄膜形成经历了吸附,凝结,临界核形成与长大,稳定核形成长大,最后成为小岛的物理过程。
实际上形核长大只是薄膜形成的开始,薄膜形成的过程是指形成稳定核之后的过程;同样,薄膜生长模式是指薄膜形成的宏观方式。在稳定膜形成之后,岛状薄膜的形成过程,分为岛状、联并、沟道和连续膜四个阶段。岛状阶段是指在核长大变成小岛的过程中,平行基体表而方向的长大速度明显大于垂直方向的长大速度,说明基体表面上吸附原子的扩散迁移碰撞结合是主要的。联并阶段是指岛在不断长大过程中,岛间距离逐渐缩小,最后相邻小岛相互联接合并成一个大岛。沟道阶段是在岛联并后,新岛继续长大,当岛的分布达到临界值时,小岛相互聚结形成网状结构。网状结构中不规则地分布着5—20nm宽的沟渠。连续膜阶段是在沟渠和孔洞消失之后,入射的气相原子直接吸附在薄膜上,通过联并作用形成不同结构的薄膜。
分子束外延:是一种在晶体基片上生长高质量的晶体薄膜的新技术。在超高真空条件下,由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸气,经小孔准直后形成的分子束或原子束,直接喷射到适当温度的单晶基片上,同时控制分子束对衬底扫描,就可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜。该技术的优点是:使用的衬底温度低,膜层生长速率慢,束流强度易于精确控制,膜层组分和掺杂浓度可随源的变化而迅速调整。用这种技术已能制备薄到几十个原子层的单晶薄膜,以及交替生长不同组分、不同掺杂的薄膜而形成的超薄层量子阱微结构材料。
超晶格:由两种或以上不同、厚度d极小的薄层材料交替生长在一起而得到的一种多周期结构材料。薄层厚度d远大于材料的晶格常数a,但接近或小于电子的自由程。

第2题:

实行工程招标投标制,其最显著的特征是将竞争机制引入了工程建设的交易过程。


正确答案:正确

第3题:

简述中国古建筑在建筑形态上最显著的特征。
最显著的特征是屋顶和斗栱。
(1)屋顶:中国古建筑的屋顶部分在房屋的总体型中所占比例较大,不仅高大,而且还有曲面形。
(2)斗拱:实现屋顶结构的短木构造。上古代工匠用弓形的短木从柱子和梁上伸出,层层叠加,使屋檐得以伸出屋身之外,这种弓形的短木称为“栱”,多层短木相叠形成“斗拱”。

第4题:

电子显微镜下直接观察薄膜蒸镀过程,发现薄膜的生长可以分为哪些?


正确答案: (1)核生长类型(Volmer Veber型)
(2)层生长型(Frank-Vanber Merwe 型)
(3)层核生长型(Straski Krastanov型)

第5题:

社区工作过程最显著的特征是阶段性时序性。


正确答案:正确

第6题:

明清时期,我国历史发展最显著的社会特征是什么?


正确答案: 明清时期是我国统一多民族国家的巩固和社会的危机时期。

第7题:

张家口历史文化最显著的特点是什么?请简述原因。


正确答案: 融合是张家口历史文化最显著的特色。历史上,这里不但是仰韶文化、红山文化、龙山文化的“三叉口”,又是北方草原文化与中原农耕文化的“双向通路”,还是汉、蒙古、契丹、女真、柔然、鲜卑等民族文化的交流汇聚之地。
得天独厚的地理位置成就了张家口历史文化的绚丽多彩和奔放豪迈,其独特的文化魅力也表现出个性的开放和广采众家之长的博大精深。

第8题:

物理气相淀积最基本的两种方法是什么?简述这两种方法制备薄膜的过程。


正确答案: 物理气相淀积:蒸发Evaporation、溅射Sputtering热蒸发法:在真空条件下,加热蒸发源,使原子或分子从蒸发源表面逸出,形成蒸气流并入射到衬底表面,凝结形成固态薄膜。溅射概念与机理:基本原理,真空腔中有一个平行板等离子体反应器,非常类似于简单的反应离子刻蚀系统。
将靶材放置在具有最大离子电流的电极上,高能离子将所要淀积的材料从靶材中轰击出来。靶与晶圆片相距十分近(小于10cm),出射原子大部分能被晶圆所收集。

第9题:

简述常压单晶外延和多晶薄膜沉积装置。


正确答案: 三种装置不仅可以用于硅外延生长,也较广泛的用于GaAs,AsPAs,GeSi合金和SiC等其它外延层生长;还可用于氧化硅、氮化硅;多晶硅基金属等薄膜的沉积。
(1)卧式反应器可以用于硅外延生长,装置3~4片衬底 。
(2)立式反应器可以用于硅外延生长,装置6~8片衬底/次。
(3)桶式反应器可以用于硅外延生长,装置24~30片衬底/次。

第10题:

简述薄膜形核的过程和长大的过程。


正确答案: 形核:一般是气相原子在基底的表面聚集而成,包括吸附、凝结、临界核形成、稳定核形成等过程。入射到基体表面的气相原子被悬挂键吸引住,发生物理吸附或化学吸附,表面能降低,吸附后的原子仍可发生解吸。吸附的原子不能在基底表面稳定存在,自发形成固态的薄膜。吸附后的原子在基体表面具有水平方向的动能,使其在不同方向上进行扩散,单个原子间通过相互碰撞,凝结成原子对和更大的原子团。在满足一定热力学条件下,先生成临界核,在此基础上加一个原子就可变为稳定核。
长大:指形成稳定核后薄膜的形成过程,一般经历岛状、连并、沟道、连续膜四个阶段。分散在基底表面的大量晶核长大,直至相互接触并逐渐布满整个基底表面形成连续薄膜。