Монокристалдардың радиалды меншікті кедергісінің біркелкілігіне әсер ететін негізгі себептерге қатты-сұйықтық интерфейсінің тегістігі және кристалдық өсу кезіндегі шағын жазықтық әсер жатады.
Қатты-сұйықтық интерфейсінің тегістігінің әсері Кристаллдың өсуі кезінде балқыма біркелкі араластырылса, тең қарсылық беті қатты-сұйықтық интерфейсі болып табылады (балқымадағы қоспа концентрациясы кристалдағы қоспа концентрациясынан өзгеше, сондықтан кедергісі әртүрлі, ал кедергі тек қатты-сұйықтық интерфейсінде тең). Қоспа K<1 болғанда, балқымаға дөңес интерфейс радиалды меншікті кедергінің ортасында жоғары және шетінде төмен болады, ал балқымаға интерфейстік ойыс керісінше болады. Жалпақ қатты-сұйықтық интерфейсінің радиалды меншікті кедергісінің біркелкілігі жақсырақ. Кристаллды тарту кезінде қатты-сұйықтық интерфейсінің пішіні жылу өрісінің таралуы және кристалдың өсуінің жұмыс параметрлері сияқты факторлармен анықталады. Тікелей тартылған монокристалда қатты-сұйық бетінің пішіні пеш температурасының таралуы және кристалдық жылуды бөлу сияқты факторлардың бірлескен әсерінің нәтижесі болып табылады.
Кристалдарды тарту кезінде қатты-сұйықтық интерфейсінде жылу алмасудың төрт негізгі түрі бар:
Балқытылған кремнийдің қатаюынан бөлінетін фазалық өзгерістің жасырын жылуы
Балқыманың жылу өткізгіштігі
Кристалл арқылы жоғары қарай жылу өткізу
Радиация жылуы кристал арқылы сыртқа шығады
Жасырын жылу бүкіл интерфейс үшін біркелкі, ал өсу жылдамдығы тұрақты болғанда оның мөлшері өзгермейді. (Жылдам жылу өткізгіштік, жылдам салқындату және жоғары қату жылдамдығы)
Өсіп келе жатқан кристалдың басы монокристалды пештің сумен салқындатылған тұқымдық кристалдық таяқшасына жақын болғанда, кристалдағы температура градиенті үлкен болады, бұл кристалдың бойлық жылу өткізгіштігін беттік сәулелену жылуынан жоғары етеді, сондықтан қатты-сұйық интерфейс балқымаға дейін дөңес.
Кристалл ортасына дейін өскен кезде бойлық жылу өткізгіштік беттік сәулелену жылуына тең, сондықтан интерфейс түзу болады.
Кристалдың құйрығында бойлық жылу өткізгіштік беттік радиациялық жылудан аз болады, бұл қатты-сұйықтық интерфейсін балқымаға ойыстайды.
Біркелкі радиалды кедергісі бар монокристалды алу үшін қатты-сұйықтық интерфейсін тегістеу керек.
Қолданылатын әдістер: ①Жылу өрісінің радиалды температура градиентін азайту үшін кристалдық өсу жылу жүйесін реттеңіз.
②Кристалды тарту жұмысының параметрлерін реттеңіз. Мысалы, балқымаға дөңес интерфейс үшін кристалдың қатаю жылдамдығын арттыру үшін тарту жылдамдығын арттырыңыз. Бұл кезде интерфейсте бөлінетін кристалдану жасырын жылуының ұлғаюына байланысты интерфейс маңындағы балқыма температурасы жоғарылайды, нәтижесінде кристалдың бір бөлігі интерфейсте еріп, интерфейс тегіс болады. Керісінше, өсу интерфейсі балқымаға қарай ойыс болса, өсу жылдамдығын төмендетуге болады, ал балқыма өсу интерфейсін тегіс етіп, сәйкес көлемді қатайтады.
③ Кристалдың немесе тигельдің айналу жылдамдығын реттеңіз. Кристаллдың айналу жылдамдығын жоғарылату қатты-сұйықтық интерфейсінде төменнен жоғарыға қарай қозғалатын жоғары температуралы сұйықтық ағынын арттырады, бұл интерфейс дөңестен ойысқа өзгереді. Тигельдің айналуынан туындайтын сұйықтық ағынының бағыты табиғи конвекциямен бірдей, ал әсер кристалдың айналуына мүлдем қарама-қарсы.
④ Тигельдің ішкі диаметрінің кристалдың диаметріне қатынасын ұлғайту қатты-сұйықтық интерфейсін тегістейді, сонымен қатар дислокация тығыздығын және кристалдағы оттегінің мөлшерін азайтуы мүмкін. Әдетте тигель диаметрі: кристалл диаметрі = 3~2,5:1.
Кіші жазықтық әсерінің әсері
Кристалл өсуінің қатты-сұйықтық интерфейсі тигельдегі балқыма изотермасының шектелуіне байланысты жиі қисық болады. Кристалл өсу кезінде тез көтерілсе, (111) германий және кремний монокристалдарының қатты-сұйықтық интерфейсінде шағын жалпақ жазықтық пайда болады. Бұл (111) атомдық тығыз орналасқан жазықтық, әдетте шағын жазықтық деп аталады.
Кіші жазық аудандағы қоспа концентрациясы шағын жазық емес аймақтағыдан айтарлықтай ерекшеленеді. Кіші жазық аймақта қоспалардың қалыптан тыс таралуының бұл құбылысы кіші жазық эффект деп аталады.
Кішкентай жазықтық әсерінің арқасында кіші жазықтық аймағының кедергісі төмендейді, ал ауыр жағдайларда қоспа құбырларының өзектері пайда болады. Кіші жазықтық әсерінен туындаған радиалды меншікті кедергінің біркелкілігін жою үшін қатты-сұйықтық интерфейсін тегістеу қажет.
Әрі қарай талқылау үшін бізге келуге әлемнің түкпір-түкпірінен кез келген тұтынушыларды қош келдіңіз!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Хабарлама уақыты: 24 шілде 2024 ж