2.1什麼是晶體生長的技術要求和生長方法選擇的基本原則。
晶體生長技術要求：合理的驅動力場分布；動力場的穩定、可控；各生長技術引數的良好匹配；精確配料和必要、合理的熱處理；力求避免各種形式的汙染。
成長方法選擇的基本原則：滿足相圖的基本要求；有利於快速生長出具有較高實用價值、符合一定技術要求的晶體；有利於提高晶體的完整性，嚴格控制晶體中雜質和缺陷；有利於提高晶體的利用率、降低成本；有利於生長大尺寸晶體；有利於晶體的後加工和器件化；有利於晶體生長的重複性和產業化。
2.2熟悉晶體生長的常用工藝方法及其侷限性。
氣相生長法（pvd、cvd），這類方法包含大量變數，使生長過程變得難以控制，所以氣相生長法一般用來生長薄膜晶體材料，生長大塊晶體通常僅適用於那些難以從液相或熔體中生長的材料。水溶液生長法（降溫法、蒸發法、流動生長法、凝膠法、擴散法） 關鍵：控制溶液的過飽和度，晶體只有在穩定的過飽和溶液中生長才能保證晶體的質量。
維持過飽和度的方法：①根據溶液的溶解度曲線的特點調整溫度；②採用蒸發等方法移去溶劑，使得溶液濃度增高。優點：
遠低於熔點溫度的條件下生長晶體；容易獲得均勻性好及外形完整的大塊晶體。缺點：溶液的組成複雜，雜質很難避免，因此影響晶體生長的因素比較複雜；晶體生長速度慢，生長周期長。
助熔劑法基本原理：將組成晶體的物質的原料在高溫下溶解於低熔點的助熔劑中，使之形成飽和溶液，然後通過緩慢降溫或在穩定溫度下蒸發溶劑等方法使熔融液過飽和，從而使結晶物質析出生長的方法。優點：
適應是很強，幾乎對所有的材料都能找到一些適合的助熔劑來進行生長；生長溫度低，許多難熔的化合物或在熔點易揮發的晶體材料可選擇一些適當的助熔劑來進行晶體生長；生長裝置簡單。缺點：難以控制晶體的雜質，晶體生長速度較慢，生長周期長；在晶體生長過程中，不能觀測晶體生長；生長的晶體尺寸一般較小。
熔體生長法（正常凝固法：提拉法、坩堝下降法、晶體泡生法、弧熔法；區熔法：水平區熔法、懸浮區熔法、基座法、焰熔法） 原理：
將待生長物質加熱到熔點以上熔化，然後在一定溫度梯度下冷卻，用各種方式緩慢移動固液介面，使熔體逐漸凝固成晶體。與溶液生長、助熔劑法不同點：晶體生長起主要作用的不是傳質而是傳熱，結晶的驅動力是過冷度而不是過飽和度。
缺點：①坩堝的汙染②對加熱或機械傳動系統有較高的要求③熱應力較大④能耗高。
水熱法利用高溫高壓下的水溶液使那些在大氣下不溶或難溶的物質通過溶解或反應生成該物質的溶解產物，並達到一定的過飽和度而進行結晶和生長的方法。主要生長水晶、ktp晶體、bso晶體。
2.3試講述提拉法生長技術的主要特點及其操作基本過程。
特點：可方便、精確地控制和調整生長條件；可使用定向籽晶、「回熔」和「縮頸」等工藝，提高晶體的完整性並得到所需結構取向的晶體；觀察方便，控溫精度高，可以較快的生長速率生長高質量的晶體；晶體不與坩堝接觸顯著減少晶體的應力和坩堝壁寄生成核的影響；可能會存在不同程度的坩堝汙染和揮發損失，造成散射顆粒、包裹體和組分偏離等；不能用來生長在冷卻過程中有固態相變的材料；反應性較強或熔點極高的材料不適合用此方法。操作基本過程：
將構成晶體的原料放在坩堝中加熱融化，調整爐內溫度場，使熔體上部處於過冷狀態；然後在籽晶桿上安放一粒籽晶，讓籽晶接觸熔體表面，提拉並轉動籽晶杆，使熔體處於過冷狀態而結晶於籽晶上，通過降低提拉速率或熔體溫度增加晶體的直徑到希望的直徑；控制提拉速率和熔體溫度，同時補償隨晶體生長下降的熔體表面，生長出直徑均勻的晶體。
2.4提拉法的幾個改進分別解決了什麼問題。
直徑自動控制技術（adc技術）：控制實現自動化提高質量和成品率；高壓與液相封蓋技術（lec技術）：可生長較高蒸氣壓和高離解壓的材料；導膜法（efc技術）以較快的生長速率生長小直徑或具有特定形狀的晶體。
2.5pvd和cvd的基本原理。
pvd：利用物質在區域性高溫下熱蒸發或在受到粒子束轟擊時物質表面原子的濺射等物理過程，實現源物質原子在襯底或籽晶上沉積。
cvd：利用氣態的先驅反應物，通過原子、分子間的化學反應後在襯底上沉積，形成所需要的固體薄膜材料。
第二章晶體的結構習題和答案
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工程材料作業 第二章
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