Arsyet kryesore që ndikojnë në uniformitetin e rezistencës radiale të kristaleve të vetme janë rrafshësia e ndërfaqes së ngurtë-lëngshme dhe efekti i planit të vogël gjatë rritjes së kristalit.
Ndikimi i rrafshësisë së ndërfaqes solid-lëng Gjatë rritjes së kristalit, nëse shkrirja përzihet në mënyrë të barabartë, sipërfaqja e rezistencës së barabartë është ndërfaqja solid-lëng (përqendrimi i papastërtisë në shkrirje është i ndryshëm nga përqendrimi i papastërtisë në kristal, kështu që rezistenca është e ndryshme dhe rezistenca është e barabartë vetëm në ndërfaqen solid-lëng). Kur papastërtia K<1, ndërfaqja konveks ndaj shkrirjes do të bëjë që rezistenca radiale të jetë e lartë në mes dhe e ulët në skaj, ndërsa ndërfaqja konkave ndaj shkrirjes është e kundërta. Uniformiteti i rezistencës radiale të ndërfaqes së sheshtë solid-lëng është më i mirë. Forma e ndërfaqes solid-lëng gjatë tërheqjes së kristalit përcaktohet nga faktorë të tillë si shpërndarja e fushës termike dhe parametrat e funksionimit të rritjes së kristalit. Në kristalin e vetëm me tërheqje të drejtë, forma e sipërfaqes së ngurtë-lëngshme është rezultat i efektit të kombinuar të faktorëve të tillë si shpërndarja e temperaturës së furrës dhe shpërndarja e nxehtësisë kristalore.
Gjatë tërheqjes së kristaleve, ekzistojnë katër lloje kryesore të shkëmbimit të nxehtësisë në ndërfaqen e ngurtë-lëngshme:
Nxehtësia latente e ndryshimit të fazës e çliruar nga ngurtësimi i silikonit të shkrirë
Përçimi termik i shkrirjes
Përçimi i nxehtësisë lart përmes kristalit
Nxehtësia e rrezatimit jashtë përmes kristalit
Nxehtësia latente është uniforme për të gjithë ndërfaqen dhe madhësia e saj nuk ndryshon kur shkalla e rritjes është konstante. (Përçimi i shpejtë i nxehtësisë, ftohja e shpejtë dhe rritja e shkallës së ngurtësimit)
Kur koka e kristalit në rritje është afër shufrës kristalore të farës së ftohur me ujë të furrës me një kristal, gradienti i temperaturës në kristal është i madh, gjë që e bën përcjelljen gjatësore të nxehtësisë së kristalit më të madh se nxehtësia e rrezatimit sipërfaqësor, kështu që ndërfaqe solid-lëng konveks ndaj shkrirjes.
Kur kristali rritet në mes, përçueshmëria gjatësore e nxehtësisë është e barabartë me nxehtësinë e rrezatimit sipërfaqësor, kështu që ndërfaqja është e drejtë.
Në bishtin e kristalit, përçueshmëria gjatësore e nxehtësisë është më e vogël se nxehtësia e rrezatimit sipërfaqësor, duke e bërë ndërfaqen e ngurtë-lëngshme konkave ndaj shkrirjes.
Për të marrë një kristal të vetëm me rezistencë radiale uniforme, ndërfaqja e ngurtë-lëngshme duhet të nivelohet.
Metodat e përdorura janë: ①Rregulloni sistemin termik të rritjes së kristalit për të reduktuar gradientin e temperaturës radiale të fushës termike.
②Rregulloni parametrat e funksionimit të tërheqjes së kristalit. Për shembull, për një ndërfaqe konveks ndaj shkrirjes, rrisni shpejtësinë e tërheqjes për të rritur shkallën e ngurtësimit të kristalit. Në këtë kohë, për shkak të rritjes së nxehtësisë latente të kristalizimit të lëshuar në ndërfaqe, temperatura e shkrirjes pranë ndërfaqes rritet, duke rezultuar në shkrirjen e një pjese të kristalit në ndërfaqe, duke e bërë ndërfaqen të sheshtë. Përkundrazi, nëse ndërfaqja e rritjes është konkave drejt shkrirjes, shkalla e rritjes mund të reduktohet dhe shkrirja do të ngurtësojë një vëllim përkatës, duke e bërë ndërfaqen e rritjes të sheshtë.
③ Rregulloni shpejtësinë e rrotullimit të kristalit ose të kutisë. Rritja e shpejtësisë së rrotullimit të kristalit do të rrisë rrjedhën e lëngut me temperaturë të lartë që lëviz nga poshtë lart në ndërfaqen e ngurtë-lëngshme, duke bërë që ndërfaqja të ndryshojë nga konveks në konkave. Drejtimi i rrjedhës së lëngut të shkaktuar nga rrotullimi i kallëpit është i njëjtë me atë të konvekcionit natyror dhe efekti është krejtësisht i kundërt me atë të rrotullimit të kristalit.
④ Rritja e raportit të diametrit të brendshëm të kutisë me diametrin e kristalit do të rrafshojë ndërfaqen e ngurtë-lëngshme, dhe gjithashtu mund të zvogëlojë densitetin e zhvendosjes dhe përmbajtjen e oksigjenit në kristal. Në përgjithësi, diametri i kavanozit: diametri i kristalit = 3~2.5:1.
Ndikimi i efektit të planit të vogël
Ndërfaqja e ngurtë-lëngshme e rritjes së kristalit është shpesh e lakuar për shkak të kufizimit të izotermës së shkrirjes në kavanoz. Nëse kristali ngrihet shpejt gjatë rritjes së kristalit, një rrafsh i vogël i sheshtë do të shfaqet në ndërfaqen e ngurtë-lëngshme të (111) kristaleve të vetme të germaniumit dhe silikonit. Është avioni (111) atomik i mbushur ngushtë, i quajtur zakonisht një aeroplan i vogël.
Përqendrimi i papastërtive në zonën e rrafshit të vogël është shumë i ndryshëm nga ai në zonën e rrafshit jo të vogël. Ky fenomen i shpërndarjes jonormale të papastërtive në zonën e rrafshit të vogël quhet efekti i planit të vogël.
Për shkak të efektit të planit të vogël, rezistenca e zonës së avionit të vogël do të ulet, dhe në raste të rënda, do të shfaqen bërthamat e tubave të papastërtive. Për të eliminuar johomogjenitetin e rezistencës radiale të shkaktuar nga efekti i planit të vogël, ndërfaqja e ngurtë-lëngshme duhet të nivelohet.
Mirësevini çdo klient nga e gjithë bota për të na vizituar për një diskutim të mëtejshëm!
https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/
Koha e postimit: 24 korrik 2024