Az egykristályok radiális fajlagos ellenállásának egyenletességét befolyásoló fő okok a szilárd-folyadék határfelület lapossága és a kristálynövekedés során jelentkező kis síkhatás.
A szilárd-folyadék határfelület síkságának befolyása A kristálynövekedés során, ha az olvadékot egyenletesen keverjük, az azonos ellenállási felület a szilárd-folyadék határfelület (az olvadékban a szennyeződés koncentrációja eltér a kristályban lévő szennyeződés koncentrációjától, így az ellenállás eltérő, és az ellenállás csak a szilárd-folyadék határfelületen egyenlő). Ha a szennyező K<1, az olvadékhoz képest konvex határfelület középen magas, szélén alacsony radiális ellenállást okoz, míg az olvadékhoz képest konkáv határfelület ennek ellenkezője. A lapos szilárd-folyadék határfelület radiális ellenállásának egyenletessége jobb. A szilárd-folyadék határfelület alakját a kristályhúzás során olyan tényezők határozzák meg, mint a termikus téreloszlás és a kristálynövekedés működési paraméterei. Az egyenesen húzott egykristályban a szilárd-folyadék felület alakja olyan tényezők együttes hatásának eredménye, mint a kemence hőmérséklet-eloszlása és a kristály hőleadása.
A kristályok húzásakor a szilárd-folyadék határfelületen a hőcsere négy fő típusa van:
Az olvadt szilícium megszilárdulásakor felszabaduló fázisváltozás látens hője
Az olvadék hővezetése
Hővezetés felfelé a kristályon keresztül
Sugárzó hő kifelé a kristályon keresztül
A látens hő egyenletes a teljes felületen, és mérete nem változik, ha a növekedési sebesség állandó. (Gyors hővezetés, gyors hűtés és megnövelt megszilárdulási sebesség)
Ha a növekvő kristály feje közel van az egykristályos kemence vízhűtéses magkristályrúdjához, a kristály hőmérsékleti gradiense nagy, ami a kristály hosszirányú hővezetését nagyobb, mint a felületi sugárzási hő, így a szilárd-folyadék határfelület domború az olvadékhoz képest.
Amikor a kristály középre nő, a hosszanti hővezetés megegyezik a felületi sugárzási hővel, tehát a határfelület egyenes.
A kristály farkánál a hosszirányú hővezetés kisebb, mint a felületi sugárzási hő, így a szilárd-folyadék határfelület homorúvá válik az olvadékhoz képest.
Egyenletes radiális fajlagos ellenállású egykristály előállításához a szilárd-folyadék határfelületet szintezni kell.
Az alkalmazott módszerek a következők: ① Állítsa be a kristálynövekedési termikus rendszert a termikus tér sugárirányú hőmérsékleti gradiensének csökkentése érdekében.
② Állítsa be a kristályhúzási művelet paramétereit. Például az olvadékhoz képest domború felületen növelje a húzási sebességet a kristály megszilárdulási sebességének növelése érdekében. Ekkor a határfelületen felszabaduló kristályosodási látens hő növekedése miatt a határfelület közelében az olvadékhőmérséklet megemelkedik, aminek következtében a határfelületen a kristály egy része megolvad, a határfelület lapossá válik. Ellenkezőleg, ha a növekedési határfelület homorú az olvadék felé, a növekedési sebesség csökkenthető, és az olvadék megfelelő térfogatú megszilárdul, így a növekedési határfelület lapos lesz.
③ Állítsa be a kristály vagy a tégely forgási sebességét. A kristály forgási sebességének növelése növeli a magas hőmérsékletű folyadékáramlást, amely alulról felfelé halad a szilárd-folyadék határfelületen, így a felület konvexről homorúra változik. A tégely forgása okozta folyadékáramlás iránya megegyezik a természetes konvekcióéval, és a hatás teljesen ellentétes a kristály forgásával.
④ A tégely belső átmérőjének és a kristály átmérőjének arányának növelése ellaposítja a szilárd-folyadék határfelületet, és csökkentheti a diszlokációs sűrűséget és a kristály oxigéntartalmát. Általában a tégely átmérője: kristályátmérő = 3-2,5:1.
A kissík hatás hatása
A kristálynövekedés szilárd-folyadék határfelülete gyakran ívelt a tégelyben lévő olvadékizoterma korlátozottsága miatt. Ha a kristályt a kristálynövekedés során gyorsan felemeli, egy kis lapos sík jelenik meg a (111) germánium és szilícium egykristályok szilárd-folyadék határfelületén. Ez a (111) atomi közeli sík, amelyet általában kis repülőgépnek neveznek.
A szennyeződés koncentrációja a kissík területen nagyon eltér a nem kis sík területétől. Ezt a jelenséget, amelyben a szennyeződések abnormális eloszlása a kissík területen, kis síkhatásnak nevezik.
A kissíkhatás miatt a kissík felület fajlagos ellenállása csökken, súlyos esetekben pedig szennyező csőmagok jelennek meg. A kissíkhatás okozta radiális fajlagos ellenállás-inhomogenitás kiküszöbölése érdekében a szilárd-folyadék határfelületet szintezni kell.
Üdvözlünk minden ügyfelet a világ minden tájáról, hogy látogassanak el hozzánk további beszélgetésre!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Feladás időpontja: 2024. július 24