Pagrindinės priežastys, turinčios įtakos pavienių kristalų radialinės varžos vienodumui, yra kieto ir skysčio sąsajos lygumas ir mažos plokštumos efektas kristalų augimo metu.
Kieto ir skysčio sąsajos plokštumo įtaka Kristalui augant, jei lydalas maišomas tolygiai, vienodo atsparumo paviršius yra kieto ir skysčio sąsaja (priemaišų koncentracija lydaloje skiriasi nuo priemaišų koncentracijos kristale, todėl varža yra skirtinga, o varža lygi tik kieto ir skysčio sąsajoje). Kai priemaiša K <1, dėl lydalo išgaubtos sąsajos radialinė savitoji varža bus didelė viduryje ir žema krašte, o įgaubta sąsaja su lydalu yra priešinga. Plokščios kieto ir skysčio sąsajos radialinės varžos vienodumas yra geresnis. Kietojo ir skysčio sąsajos formą kristalų traukimo metu lemia tokie veiksniai kaip terminio lauko pasiskirstymas ir kristalų augimo veikimo parametrai. Tiesiai traukiamuose monokristaluose kietojo-skysčio paviršiaus forma yra bendras tokių veiksnių kaip krosnies temperatūros pasiskirstymas ir kristalų šilumos išsklaidymo rezultatas.
Traukiant kristalus kieto ir skysčio sąsajoje yra keturi pagrindiniai šilumos mainų tipai:
Latentinė fazių kaitos šiluma, išsiskirianti kietėjant išlydytam siliciui
Lydalo šilumos laidumas
Šilumos laidumas aukštyn per kristalą
Spinduliuotės šiluma į išorę per kristalą
Latentinė šiluma yra vienoda visoje sąsajoje, o jos dydis nekinta, kai augimo greitis yra pastovus. (Greitas šilumos laidumas, greitas aušinimas ir didesnis kietėjimo greitis)
Kai augančio kristalo galvutė yra arti monokristalinės krosnies vandeniu aušinamo sėklinio kristalo strypo, kristalo temperatūros gradientas yra didelis, todėl išilginis kristalo šilumos laidumas yra didesnis nei paviršiaus spinduliuotės šiluma, todėl kieto ir skysčio sąsaja, išgaubta iki lydalo.
Kai kristalas auga iki vidurio, išilginis šilumos laidumas yra lygus paviršiaus spinduliavimo šilumai, todėl sąsaja yra tiesi.
Kristalo uodegoje išilginis šilumos laidumas yra mažesnis už paviršiaus spinduliuotės šilumą, todėl kieto ir skysčio sąsaja yra įgaubta lydalo atžvilgiu.
Norint gauti vienodą radialinę varžą turintį monokristalą, kieto ir skysčio sąsaja turi būti išlyginta.
Naudojami šie metodai: ①Sureguliuokite kristalų augimo šiluminę sistemą, kad sumažintumėte radialinį šiluminio lauko temperatūros gradientą.
② Sureguliuokite kristalų traukimo veikimo parametrus. Pavyzdžiui, jei sąsaja yra išgaubta lydalo atžvilgiu, padidinkite traukimo greitį, kad padidintumėte kristalų kietėjimo greitį. Šiuo metu dėl padidėjusios kristalizacijos latentinės šilumos, išsiskiriančios ant sąsajos, lydymosi temperatūra šalia sąsajos padidėja, todėl sąsajoje dalis kristalo ištirpsta, todėl sąsaja tampa plokščia. Priešingai, jei augimo sąsaja yra įgaubta link lydalo, augimo greitis gali būti sumažintas, o lydalas sukietės atitinkamu tūriu, todėl augimo sąsaja bus plokščia.
③ Sureguliuokite kristalo arba tiglio sukimosi greitį. Padidinus kristalų sukimosi greitį, padidės aukštos temperatūros skysčio srautas, judantis iš apačios į viršų kieto ir skysčio sąsajoje, todėl sąsaja pasikeis iš išgaubtos į įgaubtą. Skysčio srauto kryptis, kurią sukelia tiglio sukimasis, yra tokia pati kaip natūralios konvekcijos, o poveikis yra visiškai priešingas kristalo sukimosi.
④ Padidinus tiglio vidinio skersmens ir kristalo skersmens santykį, kieto ir skysčio sąsaja suplokštės, taip pat gali sumažėti dislokacijos tankis ir deguonies kiekis kristale. Paprastai tiglio skersmuo: kristalo skersmuo = 3–2,5:1.
Mažos plokštumos efekto įtaka
Kristalų augimo kietojo ir skysčio sąsaja dažnai yra išlenkta dėl tiglio lydalo izotermos apribojimo. Jei kristalas greitai pakeliamas augant kristalams, (111) germanio ir silicio monokristalų kieto ir skysčio sąsajoje atsiras nedidelė plokščia plokštuma. Tai (111) atominė uždara plokštuma, paprastai vadinama maža plokštuma.
Priemaišų koncentracija mažos plokštumos srityje labai skiriasi nuo ne mažos plokštumos. Šis nenormalaus priemaišų pasiskirstymo mažos plokštumos srityje reiškinys vadinamas mažos plokštumos efektu.
Dėl mažos plokštumos efekto mažos plokštumos ploto savitoji varža sumažės, o sunkiais atvejais atsiras priemaišų vamzdžių šerdys. Norint pašalinti radialinės varžos nehomogeniškumą, kurį sukelia mažos plokštumos efektas, reikia išlyginti kieto ir skysčio sąsają.
Kviečiame visus klientus iš viso pasaulio apsilankyti pas mus tolesnei diskusijai!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Paskelbimo laikas: 2024-07-24