Tək kristalların radial müqavimətinin vahidliyinə təsir edən əsas səbəblər bərk-maye interfeysinin düz olması və kristal böyüməsi zamanı kiçik müstəvi effektidir.
Bərk-maye interfeysinin düzlüyünün təsiri Kristal böyüməsi zamanı, ərimə bərabər şəkildə qarışdırılırsa, bərabər müqavimət səthi bərk-maye interfeysidir (əriyədə çirkin konsentrasiyası kristaldakı çirk konsentrasiyasından fərqlidir, buna görə də müqavimət fərqlidir və müqavimət yalnız bərk-maye interfeysində bərabərdir). Çirklilik K<1 olduqda, əriməyə qarşı qabarıq interfeys radial müqavimətin ortada yüksək və kənarda aşağı olmasına səbəb olacaq, ərimə üçün konkav interfeysi isə əksinədir. Düz bərk-maye interfeysinin radial müqavimətinin vahidliyi daha yaxşıdır. Kristal çəkmə zamanı bərk-maye interfeysinin forması istilik sahəsinin paylanması və kristal artımının işləmə parametrləri kimi amillərlə müəyyən edilir. Düz çəkilmiş monokristalda bərk-maye səthinin forması soba temperaturunun paylanması və kristal istilik yayılması kimi amillərin birgə təsirinin nəticəsidir.
Kristalları çəkərkən, bərk-maye interfeysində dörd əsas istilik mübadiləsi növü var:
Ərinmiş silisiumun bərkiməsi nəticəsində buraxılan faza dəyişikliyinin gizli istiliyi
Ərinmənin istilik keçiriciliyi
Kristal vasitəsilə yuxarıya doğru istilik keçiriciliyi
Radiasiya istilik kristal vasitəsilə xaricə
Gizli istilik bütün interfeys üçün vahiddir və böyümə sürəti sabit olduqda onun ölçüsü dəyişmir. (Sürətli istilik keçiriciliyi, sürətli soyutma və artan bərkimə dərəcəsi)
Böyüyən kristalın başı tək kristal sobanın su ilə soyudulmuş toxum kristal çubuğuna yaxın olduqda, kristaldakı temperatur gradienti böyükdür, bu da kristalın uzununa istilik keçiriciliyini səth radiasiya istiliyindən daha böyük edir, beləliklə bərk-maye interfeysi əriməyə qədər qabarıqdır.
Kristal ortada böyüdükdə, uzununa istilik keçiriciliyi səthin radiasiya istiliyinə bərabərdir, buna görə də interfeys düzdür.
Kristalın quyruğunda uzununa istilik keçiriciliyi səthin radiasiya istiliyindən daha azdır və bərk-maye interfeysini əriməyə doğru bükük edir.
Vahid radial müqavimətə malik tək kristal əldə etmək üçün bərk-maye interfeysi düzəldilməlidir.
İstifadə olunan üsullar bunlardır: ①Istilik sahəsinin radial temperatur qradiyentini azaltmaq üçün kristal artım istilik sistemini tənzimləyin.
②Kristal çəkmə əməliyyatı parametrlərini tənzimləyin. Məsələn, ərimə konveks interfeysi üçün kristalın bərkimə sürətini artırmaq üçün çəkmə sürətini artırın. Bu zaman interfeysdə ayrılan kristallaşma gizli istiliyinin artması ilə əlaqədar olaraq, interfeys yaxınlığında ərimə temperaturu yüksəlir, nəticədə kristalın bir hissəsi interfeysdə əriyir, interfeys düz olur. Əksinə, böyümə interfeysi əriməyə doğru konkav olarsa, böyümə sürəti azaldıla bilər və ərimə müvafiq həcmdə möhkəmlənərək böyümə interfeysini düz edir.
③ Kristalın və ya tigelin fırlanma sürətini tənzimləyin. Kristalın fırlanma sürətinin artırılması bərk-maye interfeysində aşağıdan yuxarıya doğru hərəkət edən yüksək temperaturlu maye axınını artıraraq interfeysin qabarıqdan konkave dəyişilməsinə səbəb olacaqdır. Titanın fırlanması nəticəsində yaranan maye axınının istiqaməti təbii konveksiya ilə eynidir və təsir kristalın fırlanmasının tam əksinədir.
④ Kristalın daxili diametrinin kristalın diametrinə nisbətinin artırılması bərk-maye interfeysini düzəldəcək, həmçinin dislokasiya sıxlığını və kristalda oksigen miqdarını azalda bilər. Ümumiyyətlə, pota diametri: kristal diametri = 3 ~ 2.5: 1.
Kiçik müstəvi effektinin təsiri
Kristal artımının bərk-maye interfeysi tez-tez tigedə ərimə izotermasının məhdudlaşdırılması səbəbindən əyri olur. Kristalın böyüməsi zamanı kristal sürətlə qaldırılarsa, (111) germanium və silisium monokristallarının bərk-maye interfeysində kiçik düz müstəvi görünəcək. Bu (111) atomik sıx dolu təyyarədir, adətən kiçik təyyarə adlanır.
Kiçik müstəvi sahəsindəki çirkin konsentrasiyası kiçik olmayan müstəvi sahədəkindən çox fərqlidir. Kiçik müstəvi sahədə çirklərin anormal paylanmasının bu hadisəsi kiçik müstəvi effekti adlanır.
Kiçik müstəvi təsirinə görə, kiçik təyyarə sahəsinin müqaviməti azalacaq və ağır hallarda, çirkli boru özəkləri görünəcəkdir. Kiçik müstəvi təsirindən yaranan radial müqavimət qeyri-bərabərliyini aradan qaldırmaq üçün bərk-maye interfeysi düzəldilməlidir.
Dünyanın hər yerindən gələn hər hansı bir müştərini daha çox müzakirə etmək üçün bizi ziyarət etmək üçün xoş gəlmisiniz!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Göndərmə vaxtı: 24 iyul 2024-cü il