Hovedårsakene som påvirker jevnheten til radiell resistivitet til enkeltkrystaller er flatheten til faststoff-væske-grensesnittet og liten planeffekt under krystallvekst
Påvirkningen av flatheten til faststoff-væske-grensesnittet Under krystallvekst, hvis smelten omrøres jevnt, er den like motstandsoverflaten fast-væske-grensesnittet (urenhetskonsentrasjonen i smelten er forskjellig fra urenhetskonsentrasjonen i krystallen, så resistiviteten er forskjellig, og motstanden er lik bare ved fast-væske-grensesnittet). Når urenheten K<1, vil grensesnittet konveks til smelten føre til at den radielle resistiviteten blir høy i midten og lav ved kanten, mens grensesnittet konkavt til smelten er motsatt. Den radielle resistiviteten til det flate fast-væske-grensesnittet er bedre. Formen på faststoff-væske-grensesnittet under krystalltrekking bestemmes av faktorer som den termiske feltfordelingen og driftsparametrene for krystallvekst. I den retttrukket enkeltkrystallen er formen på fast-væskeoverflaten resultatet av den kombinerte effekten av faktorer som ovnstemperaturfordeling og krystallvarmespredning.
Når du trekker krystaller, er det fire hovedtyper varmeveksling ved fast-væske-grensesnittet:
Latent faseendringsvarme frigjort ved størkning av smeltet silisium
Varmeledning av smelten
Varmeledning oppover gjennom krystallen
Strålingsvarme utover gjennom krystallen
Den latente varmen er jevn for hele grensesnittet, og størrelsen endres ikke når veksthastigheten er konstant. (Rask varmeledning, rask avkjøling og økt størkningshastighet)
Når hodet til den voksende krystallen er nær den vannavkjølte frøkrystallstaven til enkeltkrystallovnen, er temperaturgradienten i krystallen stor, noe som gjør den langsgående varmeledningen til krystallen større enn overflatestrålingsvarmen, slik at fast-væske-grensesnitt konveks til smelten.
Når krystallen vokser til midten, er den langsgående varmeledningen lik overflatestrålingsvarmen, så grensesnittet er rett.
Ved krystallens hale er den langsgående varmeledningen mindre enn overflatestrålingsvarmen, noe som gjør faststoff-væske-grensesnittet konkavt til smelten.
For å oppnå en enkelt krystall med jevn radiell resistivitet, må faststoff-væske-grensesnittet jevnes.
Metodene som brukes er: ①Juster det termiske systemet for krystallvekst for å redusere den radielle temperaturgradienten til det termiske feltet.
②Juster driftsparametrene for krystalltrekk. For eksempel, for en grensesnitt konveks til smelten, øk trekkhastigheten for å øke krystallstørkningshastigheten. På dette tidspunktet, på grunn av økningen i krystalliseringens latente varme frigjort på grensesnittet, øker smeltetemperaturen nær grensesnittet, noe som resulterer i smelting av en del av krystallen ved grensesnittet, noe som gjør grensesnittet flatt. Tvert imot, hvis vekstgrensesnittet er konkavt mot smelten, kan veksthastigheten reduseres, og smelten vil størkne et tilsvarende volum, noe som gjør vekstgrensesnittet flatt.
③ Juster rotasjonshastigheten til krystallen eller digelen. Økning av krystallrotasjonshastigheten vil øke væskestrømmen ved høy temperatur som beveger seg fra bunn til topp ved fast-væske-grensesnittet, noe som gjør at grensesnittet endres fra konveks til konkav. Retningen til væskestrømmen forårsaket av rotasjonen av digelen er den samme som for naturlig konveksjon, og effekten er helt motsatt av krystallrotasjonen.
④ Å øke forholdet mellom den indre diameteren til digelen og diameteren til krystallen vil flate ut faststoff-væske-grensesnittet, og kan også redusere dislokasjonstettheten og oksygeninnholdet i krystallen. Vanligvis er digeldiameteren: krystalldiameter = 3~2,5:1.
Påvirkning av småflyeffekten
Faststoff-væske-grensesnittet til krystallvekst er ofte buet på grunn av begrensningen av smelteisotermen i digelen. Hvis krystallen løftes raskt under krystallvekst, vil et lite flatt plan vises ved fast-væske-grensesnittet til (111) germanium- og silisium-enkelkrystallene. Det er det (111) atomære tettpakkede planet, vanligvis kalt et lite fly.
Urenhetskonsentrasjonen i det lille plane området er svært forskjellig fra det i det ikke-småplanet området. Dette fenomenet med unormal fordeling av urenheter i det lille planområdet kalles liten planeffekt.
På grunn av liten planeffekt vil resistiviteten til det lille plane området reduseres, og i alvorlige tilfeller vil urenhetsrørkjerner vises. For å eliminere den radielle resistivitetsinhomogeniteten forårsaket av liten planeffekt, må faststoff-væske-grensesnittet jevnes.
Velkommen alle kunder fra hele verden til å besøke oss for en videre diskusjon!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Innleggstid: 24. juli 2024