Монокристаллдардын радиалдык каршылыгынын бирдейлигине таасир этүүчү негизги себептер – бул катуу суюктуктун интерфейсинин тегиздиги жана кристаллдын өсүү учурундагы кичинекей тегиздик эффектиси.
Катуу суюктук интерфейсинин тегиздигинин таасири Кристаллдын өсүү процессинде эритме бир калыпта аралашса, бирдей каршылыктын бети катуу суюктуктун интерфейси болуп саналат (эритмедеги аралашманын концентрациясы кристаллдагы аралашма концентрациясынан башкача, ошондуктан каршылыгы ар түрдүү, ал эми каршылык катуу суюктуктун интерфейсинде гана бирдей). Кошумча K<1 болгондо, эритмеге болгон интерфейс томпок радиалдык каршылыктын ортосунан жогору жана четинде төмөн болушуна алып келет, ал эми эритиндиге болгон интерфейстин оюгу тескерисинче болот. Жалпак катуу суюктуктун интерфейсинин радиалдык каршылыктын бирдейлиги жакшыраак. Кристаллды тартуу учурунда катуу суюктуктун интерфейсинин формасы жылуулук талаасынын бөлүштүрүлүшү жана кристаллдын өсүшүнүн иштөө параметрлери сыяктуу факторлор менен аныкталат. Түз тартылган монокристаллда катуу-суюктук бетинин формасы мештин температурасынын бөлүштүрүлүшү жана кристаллдык жылуулуктун таралышы сыяктуу факторлордун биргелешкен таасиринин натыйжасы болуп саналат.
Кристаллдарды тартууда катуу суюктуктун интерфейсинде жылуулук алмашуунун төрт негизги түрү бар:
Эриген кремнийдин катууланышынан бөлүнүп чыккан фазалык өзгөрүүнүн жашыруун жылуулугу
Эритиндин жылуулук өткөрүмдүүлүгү
Кристалл аркылуу жылуулук өткөрүмдүүлүк
Радиациялык жылуулук кристалл аркылуу сыртка
Жашыруун жылуулук бардык интерфейс үчүн бирдей жана өсүү темпи туруктуу болгондо анын өлчөмү өзгөрбөйт. (Жылуулукту тез өткөрүү, тез муздатуу жана катуулануу ылдамдыгын жогорулатуу)
Өсүп жаткан кристаллдын башы монокристаллдуу мештин суу менен муздатылган урук кристалл таякчасына жакын болгондо, кристаллдагы температура градиенти чоң, бул кристаллдын узунунан жылуулук өткөрүмдүүлүгүн беттик радиациялык жылуулуктан жогору кылат, ошондуктан катуу-суюк интерфейс эритиндиге томпок.
Кристалл ортосуна чейин өскөндө узунунан жылуулук өткөрүмдүүлүк беттик радиациялык жылуулукка барабар, ошондуктан интерфейс түз болот.
Кристаллдын куйругунда узунунан жылуулук өткөрүмдүүлүк беттик радиациялык жылуулуктан азыраак болуп, катуу суюктуктун интерфейсин эритиндиге чейин ойуулайт.
Бирдиктүү радиалдык каршылыктагы монокристалды алуу үчүн катуу суюктуктун интерфейсин тегиздөө керек.
Колдонулган ыкмалар: ①Термикалык талаанын радиалдык температура градиентин азайтуу үчүн кристалл өстүрүүчү жылуулук системасын тууралаңыз.
②Кристалды тартуу операциясынын параметрлерин тууралаңыз. Мисалы, эритмеге чейин томпок интерфейс үчүн, кристаллдын катуулануу ылдамдыгын жогорулатуу үчүн тартуу ылдамдыгын жогорулатыңыз. Бул учурда интерфейсте бөлүнүп чыгуучу кристаллдашуу жашыруун жылуулуктун көбөйүшүнө байланыштуу интерфейске жакын эрүү температурасы жогорулайт, натыйжада интерфейстеги кристаллдын бир бөлүгү эрип, интерфейс тегиз болуп калат. Тескерисинче, өсүү интерфейси эритинди көздөй ойгон болсо, өсүү темпин азайтууга болот жана эритме тиешелүү көлөмдү бекемдеп, өсүү интерфейсин жалпак кылат.
③ Кристаллдын же тигельдин айлануу ылдамдыгын тууралаңыз. Кристаллдын айлануу ылдамдыгын жогорулатуу катуу суюктуктун интерфейсинде ылдыйдан өйдө карай жылыган жогорку температурадагы суюктуктун агымын көбөйтүп, интерфейстин томпоктон ойгонго өзгөрүшүнө алып келет. Тигельдин айлануусунан пайда болгон суюктуктун агымынын багыты табигый конвекцияныкы менен бирдей, ал эми эффект кристаллдын айлануусуна таптакыр карама-каршы келет.
④ Тигельдин ички диаметринин кристаллдын диаметрине болгон катышын көбөйтүү катуу суюктуктун интерфейсин тегиздеп, дислокациянын тыгыздыгын жана кристаллдагы кычкылтектин көлөмүн азайтат. Жалпысынан алганда, тигель диаметри: кристалл диаметри = 3 ~ 2.5: 1.
Чакан тегиздик эффектинин таасири
Кристаллдын өсүшүнүн катуу-суюктук интерфейси көбүнчө тигелде эрүү изотермасынын чектелгендигинен улам ийри болот. Кристаллдын өсүшү учурунда кристалл тез көтөрүлсө, (111) германий жана кремний монокристаллдарынын катуу-суюктук интерфейсинде кичинекей жалпак тегиздик пайда болот. Бул (111) атомдук жакын пакеттелген учак, адатта кичинекей учак деп аталат.
Чакан тегиздик зонасында аралашманын концентрациясы кичинекей эмес тегиздик аймактагыдан абдан айырмаланат. Кичи тегиздик зонасында аралашмалардын анормалдуу таралышынын мындай кубулушу кичинекей тегиздик эффекти деп аталат.
Кичинекей тегиздик эффектинен улам кичинекей тегиздик аянтынын каршылыгы азаят, оор учурларда кир түтүк өзөктөрү пайда болот. Чакан тегиздик эффектинен келип чыккан радиалдык каршылыктын бир тектүү эместигин жоюу үчүн катуу-суюктук интерфейсин тегиздөө керек.
Андан ары талкуулоо үчүн бизге келүү үчүн дүйнөнүн ар тарабынан келген кардарларды кош келиңиз!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Посттун убактысы: 24-июль-2024