半导体材料(总结)

1(一)、半导体材料特性(5学时)

1.半导体材料的发展趋势2.半导体材料的分类3.半导体材料的基本性质及应用4.实例说明如何运用半导体材料知识开展实验设计22.半导体材料的分类

禁带宽度的不同，又可分为：窄带隙半导体材料：Si，Ge

宽带隙半导体材料：GaN，ZnO，SiC，AlN化学组分和结构的不同，又可分为：元素半导体、化合物半导体、固溶体半导体、非晶半导体、微结构半导体、有机半导体和稀磁半导体等使用功能的不同，可分为：电子材料、光电材料、传感材料、热电致冷材料等34按功能和应用微电子半导体光电半导体热电半导体微波半导体气敏半导体∶∶5按组成无机半导体有机半导体按结构晶体非晶、无定形半导体多晶半导体单晶半导体元素半导体化合物半导体63.半导体材料的基本性质及应用(1)半导体的晶体结构(2)半导体的能带结构(3)半导体的杂质和缺陷(4)半导体的电学性质(5)半导体的光学性质7（1）半导体材料结构晶体：有规则对称的几何外形；

物理性质(力、热、电、光…)各向异性；有确定的熔点；

微观上，分子、原子或离子呈有规则的周期性排列，形成空间点阵(晶格)。简单立方晶格

面心立方晶格Au、Ag、Cu、Al…

体心立方晶格

Li、Na、K、Fe…六角密排晶格

Be，Mg，Zn，Cd…8立方晶体半导体材料：多数是立方晶体和六角晶体。立方晶体（等轴晶系），三边等长，相互正交。（a）简单立方晶系原子在顶角，每个原子为8个晶胞共有，每个晶胞有8个原子在顶点上，晶胞体积就是一个原子占有体积。9（b）体心立方晶体每个晶胞有8个原子在顶点上，一个在体心，晶胞有2个原子。体心立方可看成简单立方体套构而成。体心原子的划分，属于每个晶胞110（c）面心立方晶体6个面中心各有1个原子，6*1/2=3原子；8个顶角各有1个原子，8*1/8=1个原子。每个面心立方晶胞有4个原子。面心原子的划分，属于每个晶胞1/211（2）半导体材料的能带结构直接带隙结构带隙大小间接带隙结构12轻掺杂掺杂浓度为1017cm-3中度掺杂掺杂浓度为1017～1019cm-3重掺杂掺杂浓度大于1019cm-3杂质离子100%电离载流子浓度低于掺杂浓度(3)半导体的杂质和缺陷13硅中的杂质1.n型掺杂剂：P，As，Sb2.p型掺杂剂：B3.轻元素杂质：O，C，N，H4.过渡族金属杂质：Fe，Cu，Ni14（4）电学性质

本征载流子浓度

a.本征半导体在一定温度下，就会在热激发下产生自由电子和空穴对，从而形成本征载流子浓度。

b.温度一定，本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。

c.当温度升高时，热运动加剧，挣脱共价键束缚的自由电子增多，空穴也随之增多（即载流子的浓度升高），导电性能增强；当温度降低，则载流子的浓度降低，导电性能变差。15电导率和电阻率电导率电阻率16（5）光学性质晶体半导体直接跃迁和间接跃迁满足能量守恒和动量守恒间接跃迁时需要声子的参与非晶半导体电子跨越禁带时的跃迁没有直接跃迁和间接跃迁的区别电子跃迁时不再遵守动量守恒的选择定则非晶结构上的无序使非晶半导体中的电子没有确定的波失17吸收系数透射率折射率自发辐射、受激辐射18(二)、半导体材料

IV族（元素）、III-V族

、II-VI（氧化物）族半导体材料

1.典型半导体材料的应用与工艺技术

2.硅和锗半导体材料

3.砷化镓、氮化镓、磷化铟半导体材料

4.氧化锌、硫化镉193.砷化镓、氮化镓、磷化铟半导体材料IIIA族和VA族元素组成的IIIA-VA族化合物半导体。即Al，Ga，In和N,P，As，Sb组成的9种IIIA-VA族化合物半导体，如AlP，AlAs，Alsb，GaP，GaAs，GaSb，InP，InAs，InSb,GaN,InN等。需要掌握GaAs，GaN,InP，GaSb，InN20（1）砷化镓性质

能带结构物理性质化学性质电学性质光学性质21GaAs能带结构直接带隙结构双能谷：强电场下电子从高迁移率能谷向低迁移率能谷转移，引起电子漂移速度随电场的升高而下降的负微分迁移率效应

带隙为1.42eV22GaAs物理性质GaAs晶体呈暗灰色，有金属光泽分子量为144.64原子密度4.42×1022/cm323GaAs化学性质GaAs室温下不溶于盐酸，可与浓硝酸反应，易溶于王水室温下，GaAs在水蒸气和氧气中稳定加热到6000C开始氧化，加热到8000C以上开始离解24GaAs电学性质电子迁移率高达8000GaAs中电子有效质量为自由电子的1/15，是硅电子的1/3用GaAs制备的晶体管开关速度比硅的快3~4倍高频器件，军事上应用25本征载流子浓度26GaAs光学性质直接带隙结构发光效率比其它半导体材料要高得多，可以制备发光二极管，光电器件和半导体激光器等27GaAs的应用GaAs在无线通讯方面具有众多优势GaAs是功率放大器的主流技术光伏器件发光器件28GaAs在无线通讯方面砷化镓晶片与硅晶片主要差别，在于它是一种“高频”传输使用的晶片，由于其频率高，传输距离远，传输品质好，可携带信息量大，传输速度快，耗电量低，适合传输影音内容，符合现代远程通讯要求。一般讯息在传输时，因为距离增加而使所能接收到的讯号越来越弱，产生“声音不清楚”甚至“收不到信号”的情形，这就是功率损耗。砷化镓晶片的最大优点，在于传输时的功率损耗比硅晶片小很多，成功克服讯号传送不佳的障碍。砷化镓具有抗辐射性，不易产生信号错误，特别适用于避免卫星通讯时暴露在太空中所产生的辐射问题。29砷化镓与硅元件特性比较砷化镓硅最大频率范围2～300GHz<1GHz最大操作温度200oC120oC电子迁移速率高低抗辐射性高低具光能是否高频下使用杂讯少杂讯多，不易克服功率耗损小高元件大小小大材料成本高低产品良率低高30应用领域频率范围个人通讯服务900MHz（cellular）1.8～2.2GHz（PCS）2.2～2.4GHz（3Gwireless）有线电视50～1000MHzGPS1.6GHz卫星电视11～13GHzWirelessLAN900MHz2.4、5.8、60GHzPoint-to-pointRadio6、8、11、15、18、23、38、60GHzVSAT（小型卫星地面站）6、14、28GHz卫星移动电话1.6、2.5GHz（subscriber）20、23、29GHz（up/down/crosslink）宽频卫星服务28GHz汽车雷达控制系统76～77GHz电子收费系统5.8GHzGaAs非常适合高频无线通讯31GaAs是功率放大器的主流技术砷化镓具备许多优异特性，但材料成本及良品率方面比不上硅，因基频部分以处理数字信号为主，内部组件多为主动组件、线路分布密集，故以细微化和高集成度纯硅CMOS制程为主。手机中重要关键零部件功率放大器（PowerAmplifier，PA），由于对放大功率的严格要求，因此使用GaAs制造将是最佳方式。GaAs在无线通讯射频前端应用具有高工作频率、低噪声、工作温度使用范围高以及能源利用率高等优点，因此在未来几年内仍是高速模拟电路，特别是功率放大器的主流制程技术。32GaAs还有更多的应用领域光纤通信具有高速、大容量、信息多的特点，是构筑“信息高速公路”的主干，大于2.5G比特/秒的光通信传输系统，其收发系统均需要采用GaAs超高速专用电路。随着光电子产业和自动化的发展，用作显示器件LED、测距、玩具、条形码识别等应用的高亮度发光管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器等均有极大市场需求，还有GaAs基高效太阳能电池的用量也十分大，对低阻低位错GaAs产业的需求十分巨大而迫切。我国数十亿只LED管芯，所有的可见光激光器、高亮度发光管、近红外激光器等几乎都依靠进口，因此生产高质量的低阻GaAs单晶，促进LED管芯、可见光激光器、高亮度发光管和高效率高效太阳能电池的商品化生产，将有力地发展我国民族的光电子产业。33三结GaAs太阳能电池对太阳光谱的利用率

34叠层化合物太阳能电池原理太阳光光谱可以被分成连续的若干部分，用能带宽度与这些部分有最好匹配的材料做成电池，并按禁带宽度从大到小的顺序从外向里叠合起来，让波长最短的光被最外边的宽隙材料电池利用，波长较长的光能够透射进去让较窄禁带宽度材料电池利用，这就有可能最大限度地将光能变成电能，这样结构的电池就是叠层太阳能电池。35GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SiC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。是很优越的微波材料（2）GaN36室温下GaN禁带宽度为3.4Ev在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构其硬度高，又是一种良好的涂层保护材料37氮化镓与其它半导体材料的比较特性单位半导体材料硅砷化镓磷化铟碳化硅氮化镓能阶带eV1.11.421.352.33.44300K电子迁移Cm2/vs1500850054007001000~2000饱和电压107cm/s1.01.31.02.01.3临界崩溃场效MV/cm0.30.40.53.03.0热传导V/cm*k1.50.50.74.5>1.5介电常数ε11.812.812.510.09.038GaN材料的特性

高频特性，可以达到300GHz（硅为10G，砷化镓为80G）高温特性，在300℃正常工作（非常适用于航天、军事和其它高温环境）电子漂移饱和速度高、介电常数小、导热性能好耐酸、耐碱、耐腐蚀（可用于恶劣环境）高压特性（耐冲击，可靠性高）大功率（对通讯设备是非常渴望的）39GaN的化学特性

在室温下，GaN不溶于水、酸和碱；在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解；NaOH、H2SO4和H3PO4能较快地腐蚀质量差GaN，可用于这些质量不高的GaN晶体的缺陷检测；GaN在HCL或H2气下，在高温下呈现不稳定特性；而在N2气下最为稳定。40结构特征立方系闪锌矿结构和六方纤锌矿结构；在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。

41GaN的电学特性

GaN的电学特性是影响器件的主要因素。未有意掺杂的GaN在各种情况下都呈n型，最好的样品的电子浓度约为一般情况下所制备的P型样品，都是高补偿的。42GaN的光学特性

宽带隙化合物半导体材料，有很高的禁带宽度（2.3～6.2eV)，可以覆盖红、黄、绿、蓝、紫和紫外光谱范围，是到目前为止其它任何半导体材料都无法达到的主要在蓝光和紫光发射器件上应用43GaN的应用

实现半导体照明。国内外倍加关注的半导体照明是一种新型的高效、节能和环保光源，将取代目前使用的大部分传统光源，被称为21世纪照明光源的革命，而GaN基高效率、高亮度发光二极管的研制是实现半导体照明的核心技术和基础。44（3）磷化铟磷化铟(InP)晶体呈银灰色，质地软脆。磷化铟具有载流子速度高、工作区长、热导率大等特点，可以制作低噪声和大功率器件。磷化铟材料主要用于制作光电器件、光电集成电路和高频高速电子器件。在光电器件的应用方面，主要制作长波长(1.3~1.6μm)激光器、激光二极管、光电集成电路等，用于长距离通信。45

磷化铟的抗辐射性能优于砷化镓，作为空间应用太阳能电池的材料更理想，其转换效率可达20％。在高频高速电子器件应用方面，工作在毫米波范围内显示出它的优势。InP的异质结双极晶体管(简称HBT)fT(特征频率)已超过160GHz，InP的高电子移动率晶体管(简称HEMT)最高fT已达到320GHz，W波段(波长范围0.375~0.3cm，频率范围80~100GHz)振荡功率达到10mW，这些器件可用于毫米波雷达、卫星通信。464.II-VI族半导体材料

IIB族和VIA族IIB-VIA族化合物半导体，即Zn，Cd，Hg与O,S，Se，Te成的多种IIB-VIA族化合物半导体，如ZnO，CdS，CdTe，CdSe等。ZnO，CdS47ZnO的基本性质及能带结构ZnO的缺陷、掺杂、合金及能带工程ZnO薄膜的制备技术ZnO半导体器件ZnO的纳米结构ZnO的应用（1）ZnO48ZnO的基本性质ZnO热力学稳定相为钎锌矿结构，宽带隙3.37eV（常温），缺乏中心对称性，对可见光透明。纤锌矿常温具有较大激子束缚能60meV，本证载流子浓度<106cm-3,电子迁移率200cm2/(V.s),空穴迁移率5~50cm2/(V.s)WurtziteZnO:spontaneouspolarization49ZnO的能带结构ZnO直接带隙宽禁带3.37eV由于六方纤锌矿结构对称性较低，ZnO能带较复杂。其价带导带的能隙有O-2p,Zn-4s态决定对ZnO能带的深入研究最早是Thomas，后来Shindo和Lambrecht等人作了进一步研究之后，人们对ZnO的能带结构做了更深入的探索，为ZnO能带工程打下良好基础。50ZnO的缺陷错位与晶界ZnO薄膜中存在原生层错和扩展位错、ZnO薄膜中退火诱生的层错及晶界本征点缺陷氧空位、锌空位（绿光）、氧间隙、锌间隙、反位缺陷其中.氧空位和锌间隙之类的“缺氧”环境对ZnO的P型掺杂是非常不利的。ZnO中的氢杂质氢在ZnO中作为施主，对P性掺杂不利51ZnO的掺杂AZO、GZO、IZO最常见，为N型掺杂另外，掺B，掺N、P、As、Sb等V族元素，掺Mo等VI族元素，掺F等VII族元素以及La系元素的N型掺杂均有研究，我们可以从这里得到一些启发，掺杂一种或多种元素来提高薄膜性能。对于P型掺杂：掺IA族（Li、Na、K），IB族（Au、Ag、Cu），N、P、As、Sb等V族元素对ZnO中O的替换（掺杂），H辅助掺杂，施主受主共掺杂（Al-N,Ga-N,In-N）,以及双受主共掺杂。52ZnO的合金及能带工程能带工程主要通过合金化来实现，对于ZnO有两种途径：ZnO与等价态的MO(M=Mg,Be,Cd)混溶实现ZnMO。ZnO与锌硫族化合物ZnX(X=S,Se)混溶实现ZnOX。三元合金一般有两种晶体结构相同或相似化合物混溶得到，若两种晶体化合物禁带类型一致，则可实现禁带近似线性调制，若不一致则分段近似。化合物晶体结构晶格常数A禁带宽度eVZnO纤锌矿a=3.249,c=5.2063.2MgO岩盐4.227.9CdO岩盐4.692.7BeO纤锌矿a=2.698,c=3.3810.6ZnS纤锌矿a=3.814,c=6.2573.8闪锌矿4.0463.6ZnSe纤锌矿a=0.4,c=6.542.67闪锌矿5.6672.5853ZnO薄膜的制备技术

关于成膜技术，PLD法与磁控溅射法是制得高质量的ZnO的较好方法但是设备复杂效率低，成本高，MOCVD成膜质量较好但成本也较高，喷雾热分解法、Sol-gel和电化学沉积法都可以实现低成本大面积成膜但是成膜质量一般工艺有待改进。54ZnO在我们可能涉及领域（如显示领域）的应用发光材料宽禁带量子效应透明导电膜电极电极修饰增透膜保护膜蓝绿、蓝紫、紫外LED白光LED、OLED柔性OLED等发光器件TFTLED、OLED等薄膜太阳能电池电致发光光致发光阳极阴极增加光吸收增加光出射55ZnO透明导电膜的应用电学方面的应用透明电极LCD，ELD，ECD，PHDOPB摄像元件图像传感器遮光玻璃输入画面用开关，接触式面板，触摸屏防静电膜仪表窗口电磁波屏蔽面发热膜防雾防霜玻璃：汽车，飞机挡风玻璃，相机，滑雪眼镜取暖用嵌板散热器烹调用加热器光学方面的应用红外反射膜选择投射莫节能红外反射器建筑物装饰玻璃电炉、干燥箱观察窗太阳光聚热器56(三)、半导体工艺技术（8学时）1.光刻技术2.真空镀膜3.晶体制备及液相外延4.磁控溅射5.离子镀成膜技术6.分子束外延技术7.喷雾热解成膜技术8.CVD成膜技术低压CVD、常压CVD、离子增强型CVD、MOCVD9.扩散及阳极氧化技术10.刻蚀技术化学刻蚀、离子刻蚀、反应离子刻蚀57（1）磁控溅射58溅射（sputtering）又叫阴极溅射（cathodicsputtering）。溅射镀膜是一个PVD过程。通过用由稀有气体在低真空下放电获得的正离子轰击置于阴极的固体表面（靶），使固体原子（或分子）从表面射出，进而以一定能量淀积在基片上，形成薄膜。与蒸发薄膜相比，由于溅射中的靶材料无相变，化合物不易分解，合金不易分馏，因此使用的膜材更为广泛。在微米/纳米技术中有广泛的用途。如用于制备金属膜、合金膜、半导体膜、氧化物、绝缘介质膜、化合物半导体膜、碳化物及氮化物，以及超导薄膜等。溅射镀膜

59射频溅射镀膜法在靶阴极上的电位是相对0电位的基片的是一叠加在－4000V负高压上作射频变化的电压。特点：淀积速率高，质量较好，几乎适于所有材料。磁控溅射镀膜法在电场的垂直方向加一磁场，电子在正交电磁场的空间里作摆线运动，大大提高离子流的密度，从而提高溅射效率。是一种理想的方法，已获广泛应用。+-60溅射的基本原理

溅射是轰击离子与靶粒子之间动量传递的结果.左图可以证明这一点：（a)溅射出来的粒子角分布取决于入射粒子的方向；（b)从单晶靶溅射出来的粒子显示择优取向；

(c)溅射率不仅取决于入射粒子的能量，也取决于其质量。（d)溅射出来的粒子的平均速率比热蒸发粒子的平均速率高的多。61溅射装置根据溅射装置中电极的特点,其种类可以分为：1.直流溅射:靶材是良导体.2.射频溅射:靶材可以是导体,半导体和绝缘体.3.磁控溅射:通过磁场约束电子的运动以增强电子对工作气体的电离效率。62溅射阀值溅射阀值是指使靶原子发生溅射的入射离子所必须具有的最小能量。能量较小的荷电正离子并不能立即阴极材料中轰出原子。而只能使它们在其平衡位置加速振动。只有当获得的能量超过其结合能，才可能从表面被溅射出来。溅射阈值取决于靶材料对于同一周期的元素，溅射阀值随原子序数增加而减小。对绝大多数金属来说，该值为10~30eV63溅射率溅射率表示正离子轰击靶阴极时，平均每个正离子能从阴极靶上打出的原子数，溅射率又称溅射产额或溅射系数。溅射率与入射离子的种类·能量·角度及靶材料的类型晶体结构，表面状态有关(1)靶材料(2)温度(3)入射离子能量（有最佳值）(5)入射离子种类(6)入射离子角度（60－80度）64溅射镀膜的特点相对于真空蒸发镀膜，溅射镀膜具有如下优点：1、对于任何待镀材料，只要能做成靶材，就可实现溅射；2、溅射所获得的薄膜与基片结合较好；3、溅射所获得的薄膜纯度高，致密性好；4、溅射工艺可重复性好，膜厚可控制，同时可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜。溅射存在的缺点是：沉积速率低，基片会受到等离子体的辐照等作用而产生温升。65溅射参数溅射阈值：将靶材原子溅射出来所需的最小能量值。溅射率：有称溅射产额或溅射系数,表示入射正离子轰击靶阴极时,平均每个正离子能从靶阴极中打出的原子数。溅射粒子的速度和能量：溅射原子所获得的能量值在1～10eV。

1.原子序数大的溅射原子逸出时能量较高，而原子序数小的溅射原子溅射逸出的速度较高。

2.在相同的轰击能量下，溅射原子逸出能量随入射离子的质量而线性增加。

3.溅射原子平均逸出能量随入射离子能量的增加而增大，担当入射离子能量达到某一较高值时，平均逸出能量趋于恒定。66（2）离子成膜法（离子镀成膜技术）离子镀膜法是美国Sandia公司的D.M.Mattox于1963年首先提出来的，它是在真空条件下，靠直流电场引起放电，阳极兼作蒸发源，基片放在阴极上，在气体离子和蒸发物质的轰击下，将蒸发物质或其反应物镀在基电底上。由于使用离子轰击基片，可以获得附着性更好，膜的硬度更高，厚更厚的薄膜。1-5kV原子离子67离子与基片表面的相互作用1.离子轰击导致基片表面杂质吸附的脱附和溅射.可以用于基片清洗.2.离子轰击导致薄膜表层原子的混合,提高薄膜与基片的结合力.3.离子轰击导致表面扩散的增强,提高生长面的均匀性.68蒸发离子镀离子镀是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离化，产生离子轰击效应，最终将蒸发物或反应物沉积在基片上。离子镀集气体辉光放电、等离子体技术、真空蒸发技术于一身，大大改善了薄膜的性能。优点是：1、兼有真空蒸发镀膜和溅射的优点；2、所镀薄膜与基片结合好；3、到达基片的沉积粒子绕射性好；4、可用于镀膜的材料广泛；5、沉积率高；6、镀膜前对镀件清洗工序简单且对环境无污染。69成膜原理在离子镀的过程中，存在两种反的过程其一，淀积作用：淀积速率（m/min）：薄膜密度

g/cm3M：淀积物质的摩尔质量NA：质量阿佛伽德罗常数其二，剥离作用j：入射离子形成的电流密度（mA/cm2）镀膜条件：n>nj70（3）分子束外延分子束外延(MolecularBeamEpitaxy)=Epi+taxis外延技术是在单晶衬底上，在合适的条件下沿衬底原来的结晶轴向生成一层晶格结构完整的新的单晶层的制膜方法。外延包括化学外延方法（CVD），液相外延（LPD）及分子束外延由外延方法获得的新生长的单晶层叫外延层。若外延层与衬底材料在结构性质上相似，则称同质外延。若两材料在结构和性质上不同，则称为异质外延。分子束外延是在超高真空环境中，把一定比例的构成晶体的组分和掺杂原子（分子）的气态束流，直接喷射到温度适应的衬底上，进行晶体外延生长的制膜方法.该方法是七十年代在真空蒸发镀膜的基础上发展起来的。是真空镀膜技术的改进与提高。其特点是生长速度很慢（~1m/h）生长温度较低（500~600C），结构厚度组分与掺杂分布可控制，可生长极薄的单晶薄膜层。在微波器件、光电器件、多层结构器件、纳米材料、纳米电子学等领域有广泛应用。在硅半导体器件中，用于制作双极器件及其他有特殊要求的CMOS、DRAM器件。71MBE原理在超高真空条件下（<10-8Pa）,将组成化合物的各种元素（如Ga、As）和掺杂剂元素分别放入不同的喷射炉内加热，使它们的原子（或分子）以一定的热运动速度和比例喷射到加热的衬底表面上，与表面进行相互作用并进行晶体薄膜的外延生长。分子束向衬底喷射，当蒸气分子与衬底表面为几个原子间距时，由于受到表面力场的作用而被吸附到衬底表面，并能沿表面进一步迁移，然后在适当的位置上释放出潜热，形成晶核或嫁接到晶格点上。但是也有可能因其能量大而重新返回到气相中。因此，在一定的温度下，吸附与解吸处于动态平衡。粘附系数：常以粘附系数来表示被化学吸附的分子数与入射到表面的分子数的比例。晶格失配：利用MBE方法在晶格常数为a的衬底A上外延极薄的一层晶格常数a2的材料B，则a2会膨胀或收缩以求得A材料的晶体常数为a1匹配。如果外延厚度超过了一定的临界值，就会产生失配位错，应力被弛豫。72

超高真空是指残余气体的总压力P1.33×10-7Pa的真空。在这样的真空条件下，气体分子穿越空间的平均自由程L可表示为

L=(1/nd2)（1.1）其中d为分子的直径，n为真空中气体分子的浓度，它与真空中的压力P和温度T的关系

n=P/KT（1.2）

K为玻耳兹曼常量(K=1.381×10-23。即

L=3.11×10-24T/P（1.3）在分子束外延设备中，参与外延生长的各个分子束是从特殊的喷射炉中产生的，通常，从炉口到衬底表面的距离为0.2m但残余气体处于高真空的压力范围内时，从炉口喷出的分子、原子形成定向束，无碰撞地射向衬底表面，因此，超高真空环境是分子束外延技术的基础条件737475（4）CVD薄膜生长7677CVD化学反应Disproportionation

irreversibleAsCl3(g)＋3Ga(s)3GaCl(g)＋1/4As4(g)3GaCl(g)＋1/2As4(g)2GaAs(s)＋GaCl3(g)Disadvantages: multizonefurnace lowgasflow lowreactionefficiency(<66%) systemcontamination(hotwall)