Glavni razlozi koji utječu na jednolikost radijalnog otpora monokristala su ravnost međupovršine čvrsto-tekuće i efekt male ravnine tijekom rasta kristala
Utjecaj ravnosti sučelja kruto-tekuće Tijekom rasta kristala, ako se talina ravnomjerno miješa, površina jednakog otpora je sučelje kruto-tekuće (koncentracija nečistoća u talini razlikuje se od koncentracije nečistoća u kristalu, pa otpor je različit, a otpor je jednak samo na granici čvrsto-tekuće). Kada je nečistoća K<1, sučelje konveksno prema talini uzrokovat će da radijalni otpor bude visok u sredini i nizak na rubu, dok je sučelje konkavno prema talini suprotno. Jednolikost radijalnog otpora ravnog sučelja čvrsto-tekuće je bolja. Oblik sučelja čvrsto-tekuće tijekom izvlačenja kristala određen je čimbenicima kao što su raspodjela toplinskog polja i radni parametri rasta kristala. U ravno izvučenom monokristalu, oblik površine kruto-tekuće rezultat je kombiniranog učinka čimbenika kao što su raspodjela temperature peći i disipacija topline kristala.
Pri izvlačenju kristala postoje četiri glavne vrste izmjene topline na granici kruto-tekuće:
Latentna toplina fazne promjene koja se oslobađa skrućivanjem rastaljenog silicija
Provođenje topline taline
Provođenje topline prema gore kroz kristal
Zračenje topline prema van kroz kristal
Latentna toplina je ujednačena za cijelo sučelje, a njezina veličina se ne mijenja kada je stopa rasta konstantna. (Brzo provođenje topline, brzo hlađenje i povećana brzina skrućivanja)
Kada je glava rastućeg kristala blizu vodom hlađene matične kristalne šipke peći za monokristale, temperaturni gradijent u kristalu je velik, što čini uzdužno provođenje topline kristala većim od topline površinskog zračenja, tako da čvrsto-tekuće sučelje konveksno prema talini.
Kad kristal naraste do sredine, uzdužno provođenje topline jednako je toplini površinskog zračenja, tako da je sučelje ravno.
Na repu kristala, uzdužno provođenje topline je manje od topline površinskog zračenja, zbog čega je sučelje kruto-tekuće konkavno prema talini.
Kako bi se dobio monokristal s jednolikim radijalnim otporom, granična površina čvrsto-tekuće mora biti izravnana.
Metode koje se koriste su: ①Prilagodite toplinski sustav rasta kristala kako biste smanjili radijalni temperaturni gradijent toplinskog polja.
②Podesite parametre rada izvlačenja kristala. Na primjer, za sučelje konveksno prema talini, povećajte brzinu izvlačenja kako biste povećali brzinu skrućivanja kristala. U to vrijeme, zbog povećanja kristalizacijske latentne topline koja se oslobađa na sučelju, temperatura taline u blizini sučelja raste, što rezultira taljenjem dijela kristala na sučelju, čineći sučelje ravnim. Naprotiv, ako je sučelje rasta konkavno prema talini, stopa rasta može se smanjiti, a talina će očvrsnuti odgovarajući volumen, čineći sučelje rasta ravnim.
③ Podesite brzinu rotacije kristala ili lončića. Povećanje brzine rotacije kristala povećat će protok tekućine visoke temperature koji se kreće odozdo prema gore na sučelju kruto-tekuće, čineći da se sučelje promijeni iz konveksnog u konkavno. Smjer protoka tekućine izazvan rotacijom lončića isti je kao kod prirodne konvekcije, a učinak je potpuno suprotan od onog rotacije kristala.
④ Povećanje omjera unutarnjeg promjera lončića i promjera kristala izravnat će granicu kruto-tekuće, a također može smanjiti gustoću dislokacija i sadržaj kisika u kristalu. Općenito, promjer lončića: promjer kristala = 3~2,5:1.
Utjecaj efekta male ravnine
Međusklop kruto-tekuće za rast kristala često je zakrivljen zbog ograničenja izoterme taline u loncu. Ako se kristal brzo podigne tijekom rasta kristala, pojavit će se mala ravna ploha na graničnoj površini monokristala (111) germanija i silicija. To je atomska zbijena ravnina (111), koja se obično naziva mala ravnina.
Koncentracija nečistoća u području male ravnine vrlo je različita od one u području nemale ravnine. Ovaj fenomen abnormalne raspodjele nečistoća u području male ravnine naziva se efekt male ravnine.
Zbog efekta male ravnine, otpornost područja male ravnine će se smanjiti, au težim slučajevima pojavit će se jezgre cijevi s nečistoćom. Kako bi se uklonila nehomogenost radijalnog otpora uzrokovana efektom male ravnine, potrebno je izravnati sučelje čvrsto-tekuće.
Dobrodošli svim kupcima iz cijelog svijeta da nas posjete radi daljnje rasprave!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Vrijeme objave: 24. srpnja 2024