熔体掺杂(doping in melt growth)

半导体单晶的一种半导体材料掺杂方法，半导体单晶能用于制造各类器件，必须要控制n-型和p-型电阻率，这是通过在从熔体生长单晶时把掺杂剂加入到熔体中来实现的。对于锗、硅元素半导体，V族元素(磷、砷、锑)得n-型掺杂剂，Ⅲ族元素(硼、镓、铟)是p-型掺杂剂，从熔体中生长单晶由于掺杂剂的分凝作用而使沿晶体轴向电阻率发生连续的变化。掺杂剂浓度沿轴向的分布遵守下述规律，C_s=KC₀(1-X)^K-1。这里K为有效分凝系数，C_o是起始熔体中掺杂剂浓度，X为从熔体中生长晶体所占的重量分数。通常按照这一公式计算所要求的电阻率范围，电阻率上限选定在X=0.1处。为减少轴向电阻率变化发展了各种方法，如使K值连续变小的改变生长速率法，向熔体中连续加料保持熔体浓度不变法。对于锗单晶生长常采用悬浮坩埚获得轴向电阻率分布均匀的单晶。

径向电阻率不均匀会影响器件性能一致性和成品率。它和晶体生长的工艺参数如晶体的坩埚转速、生长速率和晶体直径等有关。造成电阻率径向不均匀最重要的原因是固一液界面上的小平面，它是金刚石结构的硅、锗晶体沿(111)方向生长时所特有的。当固一液界面凸向熔体时会出现小平面，在小平面上的生长速率大于周围界面的生长速率，有效分凝系数增大因而电阻率降低。在晶体生长过程中保持凹向熔体的固一液界面有利于消除小平面，而凹的固一液界面和晶体拉速、坩埚转速、晶体长度、直径以及熔体流动方式有复杂的关系。如对硅晶体当拉速高于某一临界值时则可得到凹的界面。

对于重掺杂单晶生长可直接加入掺杂剂元素，对于一般的单晶生长，则掺杂剂元素需配制成一定成分的合金，减少掺杂量误差。