[科普中國]-布里奇曼-史托巴格法

布里奇曼-史托巴格法晶體成長技術(shù)以哈佛物理學(xué)家珀西·布里奇曼與麻省理工學(xué)院物理學(xué)家唐納·史托巴格(Donald C. Stockbarger, 1895-1952)為名。

布里奇曼-史托巴格法晶體成長技術(shù)以哈佛物理學(xué)家珀西·布里奇曼與麻省理工學(xué)院物理學(xué)家唐納·史托巴格(Donald C. Stockbarger, 1895-1952)為名。這種技術(shù)囊括兩種大同而小異的方法進行人造胚晶(單晶晶錠)的晶體成長，但也可以凝固出多晶晶錠。

布里奇曼-史托巴格法牽涉到加熱多晶材料工件至其熔點以上的溫度，然后再從工件容器有晶種的一端緩慢地開始進行冷卻。今若欲將一塊多晶工件成長成單晶晶錠，則需要先找一顆單晶來擔任晶種，使其與工件之冷凝端相接，俟爐料經(jīng)熔融凝固后，在冷卻爐段凝固新生的晶體沿坩鍋容器的長邊逐漸生成，且將與晶種有相同之結(jié)晶取向。該過程可以在水平或垂直方向上進行，且常涉及旋轉(zhuǎn)坩堝或安瓿來攪拌熔融液。

布里奇曼法1雖然是20世紀初開發(fā)出來，算較老式的晶體成長方法，可是在長某些特定半導(dǎo)體晶體的時候還是很好用，尤其是那些柴氏拉晶法很難長的晶體，譬如說發(fā)光二極管要用的砷化鎵。用布里奇曼法來長單晶雖然頗為可靠，但是長出來的東西往往有性質(zhì)、雜質(zhì)不均勻的問題。

布里奇曼法跟史托巴格法的差異相當細微。兩種方法皆仰賴溫度梯度與移動的坩鍋，不過布里奇曼法利用爐口相對不易控制的溫度梯度；而史托巴格法則在加熱爐段跟冷卻爐段中間還加了一片隔板，把兩爐段不同溫度分開。一般認為史托巴格的改良，對于熔融的固液界面的溫度梯度控制較好。

當上述裝置沒有加晶種時，各種棒狀、塊狀、甚至不規(guī)則狀的晶體進料都可以在熔融又凝固后產(chǎn)生多晶晶錠。這些多晶晶錠的顯微組織會出現(xiàn)成列的晶粒，類似金屬或合金在方向性凝固后會有的顯微組織。

柴可拉斯基法

浮帶硅

微下拉晶體成長法

激光加熱平臺成長

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