Yagona kristallarning radial qarshiligining bir xilligiga ta'sir qiluvchi asosiy sabablar qattiq-suyuqlik interfeysining tekisligi va kristall o'sishi paytida kichik tekislik effektidir.
Qattiq-suyuqlik interfeysining tekisligining ta'siri Kristal o'sishi jarayonida, agar eritma teng ravishda aralashtirilsa, teng qarshilik yuzasi qattiq-suyuqlik interfeysi (eritmadagi nopoklik kontsentratsiyasi kristaldagi nopoklik konsentratsiyasidan farq qiladi, shuning uchun qarshilik farq qiladi va qarshilik faqat qattiq suyuqlik interfeysida tengdir). Nopoklik K<1 bo'lganda, eritmaga bo'lgan konveks interfeysi radial qarshilikning o'rtada yuqori va chetida past bo'lishiga olib keladi, eritmaning konkav interfeysi esa aksincha. Yassi qattiq suyuqlik interfeysining radial qarshiligining bir xilligi yaxshiroqdir. Kristalni tortib olish paytida qattiq-suyuqlik interfeysining shakli termal maydon taqsimoti va kristall o'sishi ish parametrlari kabi omillar bilan belgilanadi. To'g'ri tortilgan monokristalda qattiq-suyuqlik sirtining shakli o'choq harorati taqsimoti va kristall issiqlik tarqalishi kabi omillarning birgalikdagi ta'siri natijasidir.
Kristallarni tortib olishda qattiq-suyuqlik interfeysida issiqlik almashinuvining to'rtta asosiy turi mavjud:
Eritilgan kremniyning qotib qolishi natijasida chiqarilgan faza o'zgarishining yashirin issiqligi
Eritmaning issiqlik o'tkazuvchanligi
Kristal orqali yuqoriga qarab issiqlik o'tkazuvchanligi
Radiatsiya issiqlik kristall orqali tashqariga
Yashirin issiqlik butun interfeys uchun bir xil bo'lib, o'sish tezligi doimiy bo'lganda uning hajmi o'zgarmaydi. (Tez issiqlik o'tkazuvchanligi, tez sovutish va qotib qolish tezligini oshirish)
O'sib borayotgan kristallning boshi monokristalli pechning suv bilan sovutilgan urug 'kristal novdasiga yaqin bo'lsa, kristalldagi harorat gradienti katta bo'lib, kristallning uzunlamasına issiqlik o'tkazuvchanligini sirt radiatsiya issiqligidan kattaroq qiladi, shuning uchun qattiq suyuqlik interfeysi eritmaga qavariq.
Kristal o'rtaga o'sganda, uzunlamasına issiqlik o'tkazuvchanligi sirt radiatsiya issiqligiga teng bo'ladi, shuning uchun interfeys to'g'ri bo'ladi.
Kristalning dumida uzunlamasına issiqlik o'tkazuvchanligi sirt radiatsiya issiqligidan kamroq bo'lib, qattiq suyuqlik interfeysini eritmaga konkav qiladi.
Yagona radial qarshilikka ega bo'lgan yagona kristallni olish uchun qattiq suyuqlik interfeysini tekislash kerak.
Qo'llaniladigan usullar: ①Issiqlik maydonining radial harorat gradientini kamaytirish uchun kristall o'sishi termal tizimini sozlang.
②Kristalni tortib olish parametrlarini sozlang. Misol uchun, eritmaga konveks interfeysi uchun kristallning qotib qolish tezligini oshirish uchun tortish tezligini oshiring. Bu vaqtda, interfeysda ajralib chiqadigan kristallanish yashirin issiqligining oshishi tufayli interfeys yaqinidagi erish harorati oshadi, natijada interfeysdagi kristallning bir qismi erishi natijasida interfeys tekis bo'ladi. Aksincha, agar o'sish interfeysi eritma tomon konkav bo'lsa, o'sish tezligi kamayishi mumkin va eritma mos keladigan hajmni mustahkamlaydi va o'sish interfeysini tekis qiladi.
③ Kristal yoki tigelning aylanish tezligini sozlang. Kristalning aylanish tezligini oshirish qattiq-suyuqlik interfeysida pastdan yuqoriga harakatlanadigan yuqori haroratli suyuqlik oqimini oshiradi, bu interfeysning konveksdan konkavga o'zgarishiga olib keladi. Tigelning aylanishi natijasida hosil bo'lgan suyuqlik oqimining yo'nalishi tabiiy konvektsiya bilan bir xil va ta'sir kristall aylanishiga mutlaqo ziddir.
④ Tigelning ichki diametrining kristall diametriga nisbatini oshirish qattiq-suyuqlik interfeysini tekislaydi, shuningdek, dislokatsiya zichligi va kristaldagi kislorod miqdorini kamaytirishi mumkin. Odatda, tigel diametri: kristall diametri = 3 ~ 2,5: 1.
Kichik tekislik effektining ta'siri
Kristal o'sishining qattiq-suyuqlik interfeysi ko'pincha tigeldagi eritma izotermasi chegaralanganligi sababli egri bo'ladi. Agar kristall o'sishi paytida kristal tez ko'tarilsa, (111) germaniy va kremniy monokristallarining qattiq-suyuqlik interfeysida kichik tekis tekislik paydo bo'ladi. Bu (111) atomik yaqin o'ralgan tekislik bo'lib, odatda kichik tekislik deb ataladi.
Kichik tekislik sohasidagi nopoklik kontsentratsiyasi kichik bo'lmagan tekislik maydonidan juda farq qiladi. Kichik tekislik maydonida aralashmalarning g'ayritabiiy taqsimlanishining bu hodisasi kichik tekislik effekti deb ataladi.
Kichik tekislik ta'siri tufayli kichik tekislik maydonining qarshiligi pasayadi va og'ir holatlarda nopoklik quvurlari yadrolari paydo bo'ladi. Kichik tekislik ta'siridan kelib chiqqan radial qarshilikning bir xilligini yo'q qilish uchun qattiq suyuqlik interfeysini tekislash kerak.
Keyingi munozara uchun bizga tashrif buyurish uchun butun dunyo bo'ylab mijozlarni xush kelibsiz!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Xabar vaqti: 24-iyul-2024