De främsta orsakerna som påverkar enhetligheten i radiell resistivitet hos enkristaller är planheten hos gränssnittet mellan fast och vätska och den lilla planeffekten under kristalltillväxt
Inverkan av planheten hos fast-vätske-gränssnittet Under kristalltillväxt, om smältan omrörs jämnt, är den lika motståndsytan gränssnittet fast-vätskegränssnitt (föroreningskoncentrationen i smältan skiljer sig från föroreningskoncentrationen i kristallen, så resistiviteten är annorlunda, och resistansen är lika stor endast vid gränssnittet mellan fast och vätska). När föroreningen K<1, kommer gränsytan konvex till smältan att göra att den radiella resistiviteten blir hög i mitten och låg vid kanten, medan gränsytan konkav till smältan är den motsatta. Den radiella resistivitetslikformigheten hos det platta fast-vätskegränssnittet är bättre. Formen på gränsytan mellan fast och vätska under kristalldragning bestäms av faktorer såsom den termiska fältfördelningen och kristalltillväxtens driftsparametrar. I den rakt dragna enkristallen är formen på fast-vätskeytan resultatet av den kombinerade effekten av faktorer som ugnstemperaturfördelning och kristallvärmeavledning.
När man drar kristaller finns det fyra huvudtyper av värmeväxling vid gränssnittet mellan fast och vätska:
Latent fasförändringsvärme frigörs genom stelning av smält kisel
Smältans värmeledning
Värmeledning uppåt genom kristallen
Strålningsvärme utåt genom kristallen
Den latenta värmen är enhetlig för hela gränssnittet, och dess storlek ändras inte när tillväxthastigheten är konstant. (Snabb värmeledning, snabb kylning och ökad stelningshastighet)
När huvudet på den växande kristallen är nära den vattenkylda frökristallstaven i enkristallugnen, är temperaturgradienten i kristallen stor, vilket gör kristallens längsgående värmeledning större än ytstrålningsvärmen, så att fast-vätskegränsytan konvex mot smältan.
När kristallen växer till mitten är den längsgående värmeledningen lika med ytstrålningsvärmen, så gränsytan är rak.
Vid kristallens svans är den longitudinella värmeledningen mindre än ytstrålningsvärmen, vilket gör gränsytan mellan fast och vätska konkav mot smältan.
För att erhålla en enkristall med enhetlig radiell resistivitet måste gränsytan mellan fast och vätska jämnas.
Metoderna som används är: ①Justera det termiska systemet för kristalltillväxt för att minska den radiella temperaturgradienten för det termiska fältet.
②Justera operationsparametrarna för kristalldragning. Till exempel, för en gränsyta som är konvex mot smältan, öka draghastigheten för att öka kristallens stelningshastighet. Vid denna tidpunkt, på grund av ökningen av den latenta kristallisationsvärmen som frigörs på gränsytan, ökar smälttemperaturen nära gränsytan, vilket resulterar i att en del av kristallen smälter vid gränsytan, vilket gör gränsytan platt. Tvärtom, om tillväxtgränsytan är konkav mot smältan, kan tillväxthastigheten minskas, och smältan kommer att stelna en motsvarande volym, vilket gör tillväxtgränsytan platt.
③ Justera rotationshastigheten för kristallen eller degeln. Ökning av kristallrotationshastigheten kommer att öka vätskeflödet vid hög temperatur som rör sig från botten till toppen vid gränsytan mellan fast och vätska, vilket gör att gränsytan ändras från konvex till konkav. Riktningen för vätskeflödet som orsakas av degelns rotation är densamma som för naturlig konvektion, och effekten är helt motsatt den för kristallrotationen.
④ Ökning av förhållandet mellan degelns innerdiameter och kristallens diameter kommer att plana ut gränsytan mellan fast och vätska och kan också minska dislokationsdensiteten och syrehalten i kristallen. I allmänhet är degelns diameter: kristalldiameter = 3~2,5:1.
Påverkan av småplanseffekten
Gränsytan mellan fast och vätska för kristalltillväxt är ofta krökt på grund av begränsningen av smältisotermen i degeln. Om kristallen lyfts snabbt under kristalltillväxt, kommer ett litet plant plan att uppträda vid gränsytan mellan fast och vätska mellan (111) germanium- och kisel-enkristallerna. Det är det (111) atomära tätpackade planet, vanligtvis kallat ett litet plan.
Föroreningskoncentrationen i det lilla plana området skiljer sig mycket från det i det icke-småplana området. Detta fenomen med onormal fördelning av föroreningar i det lilla planområdet kallas den lilla plana effekten.
På grund av den lilla plana effekten kommer resistiviteten för det lilla plana området att minska, och i svåra fall kommer föroreningsrörkärnor att uppstå. För att eliminera den radiella resistivitetsinhomogeniteten som orsakas av den lilla planeffekten, måste gränsytan mellan fast och vätska jämnas ut.
Välkommen alla kunder från hela världen att besöka oss för en vidare diskussion!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Posttid: 2024-jul