Galvenie iemesli, kas ietekmē monokristālu radiālās pretestības viendabīgumu, ir cietā un šķidruma saskarnes plakanums un mazās plaknes efekts kristāla augšanas laikā.
Cietā-šķidruma saskarnes plakanuma ietekme Kristālu augšanas laikā, ja kausējumu vienmērīgi maisa, vienāda pretestības virsma ir cietā-šķidruma saskarne (piemaisījumu koncentrācija kausējumā atšķiras no piemaisījumu koncentrācijas kristālā, tāpēc pretestība ir atšķirīga, un pretestība ir vienāda tikai cietā un šķidruma saskarnē). Ja piemaisījums K <1, saskarne, kas ir izliekta pret kausējumu, radīs radiālo pretestību augstu vidū un zemu malā, savukārt saskarne, kas ir ieliekta pret kausējumu, ir pretēja. Plakanā cietā un šķidruma saskarnes radiālās pretestības vienmērīgums ir labāks. Cietā un šķidruma saskarnes formu kristāla vilkšanas laikā nosaka tādi faktori kā termiskā lauka sadalījums un kristāla augšanas darbības parametri. Taisnajā monokristālā cietās-šķidruma virsmas forma ir tādu faktoru kā krāsns temperatūras sadalījuma un kristāla siltuma izkliedes kombinācijas rezultāts.
Velkot kristālus, cietā un šķidruma saskarnē ir četri galvenie siltuma apmaiņas veidi:
Latentais fāzes maiņas siltums, ko izdala izkausēta silīcija sacietēšana
Kausējuma siltuma vadītspēja
Siltuma vadīšana uz augšu caur kristālu
Radiācijas siltums uz āru caur kristālu
Latentais siltums ir vienāds visā saskarnē, un tā lielums nemainās, ja augšanas ātrums ir nemainīgs. (Ātra siltuma vadīšana, ātra dzesēšana un palielināts sacietēšanas ātrums)
Kad augošā kristāla galva ir tuvu monokristāla krāsns ar ūdeni dzesējamam sēklu kristāla stienim, kristāla temperatūras gradients ir liels, kas padara kristāla garenisko siltuma vadītspēju lielāku par virsmas starojuma siltumu, tāpēc cietā šķidruma saskarne, kas ir izliekta pret kausējumu.
Kad kristāls aug līdz vidum, gareniskā siltuma vadītspēja ir vienāda ar virsmas starojuma siltumu, tāpēc saskarne ir taisna.
Kristāla astē gareniskā siltuma vadītspēja ir mazāka par virsmas starojuma siltumu, padarot cietā un šķidruma saskarni ieliektu pret kausējumu.
Lai iegūtu monokristālu ar vienmērīgu radiālo pretestību, cietā un šķidruma saskarne ir jāizlīdzina.
Izmantotās metodes ir šādas: ①Pielāgojiet kristāla augšanas termisko sistēmu, lai samazinātu termiskā lauka radiālo temperatūras gradientu.
② Pielāgojiet kristāla vilkšanas darbības parametrus. Piemēram, saskarnei, kas ir izliekta pret kausējumu, palieliniet vilkšanas ātrumu, lai palielinātu kristāla sacietēšanas ātrumu. Šobrīd saskarnē izdalītā kristalizācijas latentā siltuma palielināšanās dēļ saskarnes tuvumā paaugstinās kušanas temperatūra, kā rezultātā saskares daļā izkūst kristāla daļa, padarot saskarni plakanu. Gluži pretēji, ja augšanas saskarne ir ieliekta pret kausējumu, augšanas ātrumu var samazināt, un kausējums sacietēs atbilstošā tilpumā, padarot augšanas saskarni plakanu.
③ Noregulējiet kristāla vai tīģeļa griešanās ātrumu. Palielinot kristāla rotācijas ātrumu, palielināsies augstas temperatūras šķidruma plūsma, kas virzās no apakšas uz augšu cietā un šķidruma saskarnē, padarot saskarni no izliektas uz ieliektu. Šķidruma plūsmas virziens, ko izraisa tīģeļa griešanās, ir tāds pats kā dabiskās konvekcijas virziens, un efekts ir pilnīgi pretējs kristāla rotācijai.
④ Palielinot tīģeļa iekšējā diametra attiecību pret kristāla diametru, cietā un šķidruma saskarne tiks saplacināta, kā arī var samazināties dislokācijas blīvums un skābekļa saturs kristālā. Parasti tīģeļa diametrs: kristāla diametrs = 3 ~ 2,5: 1.
Mazās plaknes efekta ietekme
Kristālu augšanas cietā un šķidruma saskarne bieži ir izliekta, jo tīģelī ir ierobežota kausējuma izoterma. Ja kristāla augšanas laikā kristāls tiek ātri pacelts, (111) germānija un silīcija monokristālu cietā un šķidruma saskarnē parādīsies maza plakana plakne. Tā ir (111) atomu cieši iesaiņota plakne, ko parasti sauc par mazu plakni.
Piemaisījumu koncentrācija mazās plaknes apgabalā ļoti atšķiras no koncentrācijas ne mazās plaknes zonā. Šo parādību, kas saistīta ar nenormālu piemaisījumu sadalījumu mazās plaknes zonā, sauc par mazās plaknes efektu.
Mazās plaknes efekta dēļ mazās plaknes laukuma pretestība samazināsies, un smagos gadījumos parādīsies piemaisījumu cauruļu serdeņi. Lai novērstu mazās plaknes efekta radīto radiālās pretestības neviendabīgumu, cietā-šķidruma saskarne ir jāizlīdzina.
Laipni lūdzam visus klientus no visas pasaules apmeklēt mūs, lai turpinātu diskusiju!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Izsūtīšanas laiks: 2024. gada 24. jūlijs