Ճառագայթային դիմադրողականության միատեսակության վերահսկում բյուրեղների ձգման ժամանակ

Մեկ բյուրեղների ճառագայթային դիմադրողականության միատեսակության վրա ազդող հիմնական պատճառներն են պինդ-հեղուկ միջերեսի հարթությունը և բյուրեղների աճի ժամանակ փոքր հարթության ազդեցությունը։

Պինդ-հեղուկ միջերեսի հարթության ազդեցությունը բյուրեղների աճի ժամանակ, եթե հալվածը հավասարապես խառնվում է, հավասար դիմադրության մակերեսը պինդ-հեղուկ միջերեսն է (հալվածքի մեջ կեղտոտության կոնցենտրացիան տարբերվում է բյուրեղում կեղտի կոնցենտրացիայից, հետևաբար. դիմադրողականությունը տարբեր է, և դիմադրությունը հավասար է միայն պինդ-հեղուկ միջերեսում): Երբ կեղտը K<1, միջերեսը ուռուցիկ է հալվածի նկատմամբ, կհանգեցնի նրան, որ շառավղային դիմադրողականությունը կլինի միջինում բարձր և ցածր՝ եզրին, մինչդեռ միջերեսը գոգավոր է հալվածքի նկատմամբ հակառակը: Ավելի լավ է հարթ պինդ-հեղուկ միջերեսի ճառագայթային դիմադրողականության միատեսակությունը: Բյուրեղների քաշման ժամանակ պինդ-հեղուկ միջերեսի ձևը որոշվում է այնպիսի գործոններով, ինչպիսիք են ջերմային դաշտի բաշխումը և բյուրեղների աճի գործառնական պարամետրերը: Ուղիղ ձգվող մեկ բյուրեղում պինդ-հեղուկ մակերեսի ձևը արդյունք է այնպիսի գործոնների համակցված ազդեցության, ինչպիսիք են վառարանի ջերմաստիճանի բաշխումը և բյուրեղային ջերմության ցրումը:

Բյուրեղները քաշելիս պինդ-հեղուկ միջերեսում ջերմափոխանակության չորս հիմնական տեսակ կա.

Ֆազային փոփոխության թաքնված ջերմություն, որն ազատվում է հալված սիլիցիումի պնդացումից

Հալվածքի ջերմային փոխանցումը

Ջերմության փոխանցում դեպի վեր՝ բյուրեղի միջով

Ճառագայթման ջերմությունը դուրս է գալիս բյուրեղի միջով
Թաքնված ջերմությունը միատեսակ է ողջ միջերեսի համար, և դրա չափը չի փոխվում, երբ աճի տեմպը հաստատուն է: (Արագ ջերմային փոխանցում, արագ սառեցում և ամրացման արագության բարձրացում)

Երբ աճող բյուրեղի գլուխը մոտ է մեկ բյուրեղյա վառարանի ջրով սառեցված սերմերի բյուրեղյա ձողին, բյուրեղում ջերմաստիճանի գրադիենտը մեծ է, ինչը բյուրեղի երկայնական ջերմային հաղորդակցությունը դարձնում է ավելի մեծ, քան մակերևութային ճառագայթման ջերմությունը, ուստի պինդ-հեղուկ միջերեսը ուռուցիկ է հալվածի նկատմամբ:

Երբ բյուրեղը աճում է մինչև միջինը, երկայնական ջերմային հաղորդակցությունը հավասար է մակերեսի ճառագայթման ջերմությանը, ուստի միջերեսը ուղիղ է:

Բյուրեղի պոչում երկայնական ջերմության հաղորդունակությունը փոքր է մակերեսային ճառագայթման ջերմությունից, ինչը պինդ-հեղուկ միջերեսը դարձնում է գոգավոր հալվածքի նկատմամբ:
Միատեսակ ճառագայթային դիմադրությամբ մեկ բյուրեղ ստանալու համար պինդ-հեղուկ միջերեսը պետք է հարթեցվի:
Օգտագործված մեթոդներն են՝ ① Կարգավորել բյուրեղների աճի ջերմային համակարգը՝ ջերմային դաշտի ճառագայթային ջերմաստիճանի գրադիենտը նվազեցնելու համար:
②Կարգավորեք բյուրեղների ձգման գործողության պարամետրերը: Օրինակ, հալվածի նկատմամբ ուռուցիկ միջերեսի համար ավելացրեք ձգման արագությունը՝ բյուրեղների պնդացման արագությունը բարձրացնելու համար: Այս պահին միջերեսի վրա թողարկվող բյուրեղացման թաքնված ջերմության ավելացման պատճառով միջերեսի մոտ հալման ջերմաստիճանը մեծանում է, ինչի արդյունքում բյուրեղի մի մասը հալվում է միջերեսում՝ դարձնելով միջերեսը հարթ: Ընդհակառակը, եթե աճի միջերեսը գոգավոր է դեպի հալոցքը, ապա աճի տեմպը կարող է կրճատվել, և հալվածքը կամրապնդի համապատասխան ծավալը՝ դարձնելով աճի միջերեսը հարթ:
③ Կարգավորեք բյուրեղի կամ խառնարանի պտտման արագությունը: Բյուրեղների պտտման արագության բարձրացումը կբարձրացնի բարձր ջերմաստիճանի հեղուկի հոսքը, որը շարժվում է ներքևից վերև պինդ-հեղուկ միջերեսում՝ դարձնելով միջերեսը ուռուցիկից գոգավոր փոխելու: Հեղուկի հոսքի ուղղությունը, որն առաջանում է խառնարանի պտույտից, նույնն է, ինչ բնական կոնվեկցիայի դեպքում, և ազդեցությունը լիովին հակառակ է բյուրեղային պտույտի:
④ Խառնարանի ներքին տրամագծի և բյուրեղի տրամագծի հարաբերակցության մեծացումը կհարթեցնի պինդ-հեղուկ միջերեսը և կարող է նաև նվազեցնել տեղահանման խտությունը և թթվածնի պարունակությունը բյուրեղում: Ընդհանրապես, խառնարանի տրամագիծը՝ բյուրեղյա տրամագիծ = 3~2,5:1:
Փոքր հարթության էֆեկտի ազդեցությունը
Բյուրեղների աճի պինդ-հեղուկ միջերեսը հաճախ կորացած է խառնարանում հալված իզոթերմի սահմանափակման պատճառով: Եթե ​​բյուրեղը արագորեն բարձրացվի բյուրեղների աճի ժամանակ, ապա մի փոքր հարթ հարթություն կհայտնվի (111) գերմանիումի և սիլիցիումի միաբյուրեղների պինդ-հեղուկ միջերեսում: Դա (111) ատոմային փակ հարթություն է, որը սովորաբար կոչվում է փոքր ինքնաթիռ։
Փոքր հարթության տարածքում աղտոտվածության կոնցենտրացիան շատ տարբեր է ոչ փոքր հարթության տարածքում: Փոքր հարթության տարածքում կեղտերի աննորմալ բաշխման այս երևույթը կոչվում է փոքր հարթության էֆեկտ:
Փոքր հարթության էֆեկտի պատճառով փոքր հարթության տարածքի դիմադրողականությունը կնվազի, իսկ ծանր դեպքերում կհայտնվեն կեղտոտ խողովակների միջուկներ: Փոքր հարթության էֆեկտի հետևանքով առաջացած ճառագայթային դիմադրողականության անհամասեռությունը վերացնելու համար անհրաժեշտ է հարթեցնել պինդ-հեղուկ միջերեսը:

Բարի գալուստ ցանկացած հաճախորդի ամբողջ աշխարհից՝ այցելելու մեզ հետագա քննարկման համար:

https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/