Die hoofredes wat die eenvormigheid van radiale weerstand van enkelkristalle beïnvloed, is die platheid van die vastestof-vloeistof-koppelvlak en die kleinvlak-effek tydens kristalgroei
Die invloed van die platheid van die vastestof-vloeistof-grensvlak Tydens kristalgroei, as die smelt eweredig geroer word, is die gelyke weerstandsoppervlak die vastestof-vloeistof-koppelvlak (die onsuiwerheidskonsentrasie in die smelt verskil van die onsuiwerheidskonsentrasie in die kristal, dus die weerstand is anders, en die weerstand is slegs gelyk by die vastestof-vloeistof-koppelvlak). Wanneer die onsuiwerheid K<1, sal die koppelvlak konveks na die smelt veroorsaak dat die radiale weerstand hoog in die middel en laag by die rand is, terwyl die koppelvlak konkaaf na die smelt die teenoorgestelde is. Die eenvormigheid van die radiale weerstand van die plat vastestof-vloeistof-koppelvlak is beter. Die vorm van die vastestof-vloeistof-koppelvlak tydens kristaltrek word bepaal deur faktore soos die termiese veldverspreiding en die kristalgroei-bedryfsparameters. In die reguitgetrekte enkelkristal is die vorm van die vastestof-vloeistofoppervlak die gevolg van die gekombineerde effek van faktore soos oondtemperatuurverspreiding en kristalhitteafvoer.
Wanneer kristalle getrek word, is daar vier hooftipes hitte-uitruiling by die vastestof-vloeistof-koppelvlak:
Latente hitte van faseverandering vrygestel deur gesmelte silikon stolling
Hittegeleiding van die smelt
Hittegeleiding opwaarts deur die kristal
Stralingshitte uitwaarts deur die kristal
Die latente hitte is uniform vir die hele koppelvlak, en die grootte daarvan verander nie wanneer die groeitempo konstant is nie. (Vinnige hittegeleiding, vinnige verkoeling en verhoogde stollingstempo)
Wanneer die kop van die groeiende kristal naby die waterverkoelde saadkristalstaaf van die enkelkristaloond is, is die temperatuurgradiënt in die kristal groot, wat die longitudinale hittegeleiding van die kristal groter maak as die oppervlakstralingshitte, sodat die vastestof-vloeistof koppelvlak konveks na die smelt.
Wanneer die kristal tot in die middel groei, is die longitudinale hittegeleiding gelyk aan die oppervlakstralingshitte, dus is die koppelvlak reguit.
By die stert van die kristal is die longitudinale hittegeleiding minder as die oppervlakstralingshitte, wat die vastestof-vloeistof-koppelvlak konkaaf na die smelt maak.
Om 'n enkele kristal met eenvormige radiale weerstand te verkry, moet die vastestof-vloeistof-koppelvlak gelykgemaak word.
Die metodes wat gebruik word is: ①Verstel die kristalgroei termiese stelsel om die radiale temperatuurgradiënt van die termiese veld te verminder.
②Pas die parameters van die kristaltrekbewerking aan. Byvoorbeeld, vir 'n koppelvlak konveks aan die smelt, verhoog die trekspoed om die kristalstollingstempo te verhoog. Op hierdie tydstip, as gevolg van die toename in die kristallisasie latente hitte wat op die koppelvlak vrygestel word, neem die smelttemperatuur naby die koppelvlak toe, wat lei tot die smelt van 'n deel van die kristal by die koppelvlak, wat die koppelvlak plat maak. Inteendeel, as die groei-koppelvlak konkaaf na die smelt toe is, kan die groeitempo verminder word, en die smelt sal 'n ooreenstemmende volume stol, wat die groei-koppelvlak plat maak.
③ Pas die rotasiespoed van die kristal of smeltkroes aan. Die verhoging van die kristalrotasiespoed sal die hoëtemperatuurvloeistofvloei wat van onder na bo by die vastestof-vloeistof-koppelvlak beweeg, verhoog, wat die koppelvlak van konveks na konkaaf laat verander. Die rigting van die vloeistofvloei wat veroorsaak word deur die rotasie van die smeltkroes is dieselfde as dié van natuurlike konveksie, en die effek is heeltemal teenoorgesteld aan dié van die kristalrotasie.
④ Die verhoging van die verhouding van die binnedeursnee van die smeltkroes tot die deursnee van die kristal sal die vastestof-vloeistof-koppelvlak platmaak, en kan ook die ontwrigtingsdigtheid en die suurstofinhoud in die kristal verminder. Oor die algemeen, die smeltkroes deursnee: kristal deursnee = 3 ~ 2,5: 1.
Invloed van die kleinvlak-effek
Die vastestof-vloeistof-koppelvlak van kristalgroei is dikwels geboë as gevolg van die beperking van die smelt-isoterm in die smeltkroes. As die kristal vinnig opgelig word tydens kristalgroei, sal 'n klein plat vlak by die vastestof-vloeistof-koppelvlak van die (111) germanium- en silikon-enkelkristalle verskyn. Dit is die (111) atoom-toegepakte vlak, gewoonlik 'n klein vlak genoem.
Die onsuiwerheidskonsentrasie in die klein vlak area verskil baie van dié in die nie-klein vlak area. Hierdie verskynsel van abnormale verspreiding van onsuiwerhede in die klein vlak area word die klein vlak effek genoem.
As gevolg van die klein vlak effek, sal die weerstand van die klein vlak area afneem, en in ernstige gevalle sal onrein pyp kerne verskyn. Om die radiale weerstandsinhomogeniteit wat veroorsaak word deur die kleinvlak-effek uit te skakel, moet die vastestof-vloeistof-koppelvlak gelykgemaak word.
Welkom enige kliënte van regoor die wêreld om ons te besoek vir 'n verdere bespreking!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Pos tyd: Jul-24-2024