Sebab utama yang mempengaruhi keseragaman kerintangan jejari bagi kristal tunggal ialah kerataan antara muka pepejal-cecair dan kesan satah kecil semasa pertumbuhan kristal.
Pengaruh kerataan antara muka pepejal-cecair Semasa pertumbuhan kristal, jika leburan dikacau sama rata, permukaan rintangan yang sama ialah antara muka pepejal-cecair (kepekatan kekotoran dalam cair adalah berbeza daripada kepekatan kekotoran dalam kristal, jadi kerintangan adalah berbeza, dan rintangan adalah sama hanya pada antara muka pepejal-cecair). Apabila kekotoran K<1, antara muka cembung kepada leburan akan menyebabkan kerintangan jejari menjadi tinggi di tengah dan rendah di tepi, manakala antara muka cekung kepada leburan adalah sebaliknya. Keseragaman kerintangan jejari antara muka pepejal-cecair rata adalah lebih baik. Bentuk antara muka pepejal-cecair semasa penarikan kristal ditentukan oleh faktor-faktor seperti taburan medan haba dan parameter operasi pertumbuhan kristal. Dalam kristal tunggal yang ditarik lurus, bentuk permukaan pepejal-cecair adalah hasil daripada kesan gabungan faktor seperti taburan suhu relau dan pelesapan haba kristal.
Apabila menarik kristal, terdapat empat jenis pertukaran haba utama pada antara muka pepejal-cecair:
Haba pendam perubahan fasa yang dikeluarkan oleh pemejalan silikon cair
Pengaliran haba leburan
Pengaliran haba ke atas melalui kristal
Radiasi haba keluar melalui kristal
Haba pendam adalah seragam untuk keseluruhan antara muka, dan saiznya tidak berubah apabila kadar pertumbuhan malar. (Pengaliran haba yang cepat, penyejukan cepat, dan peningkatan kadar pemejalan)
Apabila kepala kristal yang semakin meningkat dekat dengan batang kristal benih yang disejukkan dengan air dari relau kristal tunggal, kecerunan suhu dalam kristal adalah besar, yang menjadikan pengaliran haba membujur kristal lebih besar daripada haba sinaran permukaan, jadi antara muka pepejal-cecair cembung kepada cair.
Apabila kristal tumbuh ke tengah, pengaliran haba membujur adalah sama dengan haba sinaran permukaan, jadi antara muka adalah lurus.
Pada ekor kristal, pengaliran haba membujur adalah kurang daripada haba sinaran permukaan, menjadikan antara muka pepejal-cecair cekung kepada cair.
Untuk mendapatkan kristal tunggal dengan kerintangan jejari seragam, antara muka pepejal-cecair mesti diratakan.
Kaedah yang digunakan ialah: ①Laraskan sistem haba pertumbuhan kristal untuk mengurangkan kecerunan suhu jejarian medan haba.
②Laraskan parameter operasi tarik kristal. Sebagai contoh, untuk antara muka cembung kepada cair, tingkatkan kelajuan menarik untuk meningkatkan kadar pemejalan kristal. Pada masa ini, disebabkan oleh peningkatan dalam haba pendam penghabluran yang dikeluarkan pada antara muka, suhu cair berhampiran antara muka meningkat, mengakibatkan pencairan sebahagian daripada kristal pada antara muka, menjadikan antara muka rata. Sebaliknya, jika antara muka pertumbuhan cekung ke arah cair, kadar pertumbuhan boleh dikurangkan, dan cair akan memejalkan isipadu yang sepadan, menjadikan antara muka pertumbuhan rata.
③ Laraskan kelajuan putaran kristal atau mangkuk pijar. Meningkatkan kelajuan putaran kristal akan meningkatkan aliran cecair suhu tinggi yang bergerak dari bawah ke atas pada antara muka pepejal-cecair, menjadikan antara muka berubah daripada cembung kepada cekung. Arah aliran cecair yang disebabkan oleh putaran pijar adalah sama dengan perolakan semula jadi, dan kesannya adalah bertentangan sepenuhnya dengan putaran kristal.
④ Meningkatkan nisbah diameter dalam pijar kepada diameter kristal akan meratakan antara muka pepejal-cecair, dan juga boleh mengurangkan ketumpatan kehelan dan kandungan oksigen dalam kristal. Secara amnya, diameter pijar: diameter kristal = 3~2.5:1.
Pengaruh kesan pesawat kecil
Antara muka pepejal-cecair pertumbuhan kristal selalunya melengkung disebabkan oleh pengehadan isoterma cair dalam mangkuk pijar. Jika kristal diangkat dengan cepat semasa pertumbuhan kristal, satah rata kecil akan muncul pada antara muka pepejal-cecair (111) germanium dan kristal tunggal silikon. Ia adalah (111) satah padat atom, biasanya dipanggil satah kecil.
Kepekatan kekotoran di kawasan satah kecil sangat berbeza daripada di kawasan satah bukan kecil. Fenomena pengedaran kekotoran yang tidak normal di kawasan satah kecil ini dipanggil kesan satah kecil.
Disebabkan oleh kesan satah kecil, kerintangan kawasan satah kecil akan berkurangan, dan dalam kes yang teruk, teras paip kekotoran akan muncul. Untuk menghapuskan ketidakhomogenan kerintangan jejarian yang disebabkan oleh kesan satah kecil, antara muka pepejal-cecair perlu diratakan.
Mengalu-alukan mana-mana pelanggan dari seluruh dunia untuk melawat kami untuk perbincangan lanjut!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Masa siaran: Jul-24-2024