Kas yra terminis laukas?

Srityjevieno kristalo augimas, temperatūros pasiskirstymas kristalų augimo krosnyje vaidina lemiamą vaidmenį. Šis temperatūros pasiskirstymas, paprastai vadinamas terminiu lauku, yra gyvybiškai svarbus veiksnys, turintis įtakos auginamo kristalo kokybei ir savybėms. Thešiluminis laukasGalima suskirstyti į du tipus: statinį ir dinaminį.

Statiniai ir dinaminiai šiluminiai laukai

Statinis terminis laukas reiškia santykinai stabilų temperatūros pasiskirstymą šildymo sistemoje deginimo metu. Šis stabilumas išlaikomas, kai temperatūra krosnyje laikui bėgant išlieka pastovi. Tačiau tikrojo vieno kristalo augimo metu šiluminis laukas toli gražu nėra statiškas; tai dinamiška.

Dinaminiam šiluminiam laukui būdingi nuolatiniai temperatūros pasiskirstymo krosnyje pokyčiai. Šiuos pokyčius lemia keli veiksniai:

Fazės transformacija: Medžiagai pereinant iš skystos fazės į kietą, išsiskiria latentinė šiluma, kuri daro įtaką temperatūros pasiskirstymui krosnyje.

Kristalo pailgėjimas: Kristalui ilgėjant, lydalo paviršius mažėja, o tai keičia šiluminę dinamiką sistemoje.

Šilumos perdavimas: šilumos perdavimo būdai, įskaitant laidumą ir spinduliuotę, kinta proceso metu, dar labiau prisidedant prie šiluminio lauko pokyčių.

Dėl šių veiksnių dinaminis terminis laukas yra nuolat kintantis vieno kristalo augimo aspektas, kurį reikia atidžiai stebėti ir kontroliuoti.

Kietojo skysčio sąsaja

Kieto ir skysčio sąsaja yra dar viena svarbi vieno kristalo augimo koncepcija. Bet kuriuo momentu kiekvienas krosnies taškas turi tam tikrą temperatūrą. Jei sujungsime visus šiluminio lauko taškus, kurių temperatūra yra tokia pati, gausime erdvinę kreivę, vadinamą izoterminiu paviršiumi. Tarp šių izoterminių paviršių ypač svarbus yra kieto ir skysčio sąsaja.

Kieto ir skysčio sąsaja yra riba, kurioje kietoji kristalo fazė susitinka su skysta lydalo faze. Šioje sąsajoje vyksta kristalų augimas, nes kristalai susidaro iš skystosios fazės ties šia riba.

Temperatūros gradientai vieno kristalo augime

Vieno kristalo silicio augimo metušiluminis laukasapima ir kietą, ir skystą fazes, kurių kiekviena turi skirtingus temperatūros gradientus:

Kristale:

Išilginis temperatūros gradientas: Nurodo temperatūros skirtumą išilgai kristalo ilgio.

Radialinis temperatūros gradientas: Nurodo temperatūros skirtumą per kristalo spindulį.

Lydyje:

Išilginis temperatūros gradientas: reiškia temperatūros skirtumą išilgai lydalo aukščio.

Radialinis temperatūros gradientas: Nurodo temperatūrų skirtumą per lydalo spindulį.

Šie gradientai atspindi du skirtingus temperatūros pasiskirstymus, tačiau pats svarbiausias kristalizacijos būsenai nustatyti yra temperatūros gradientas kieto ir skysčio sąsajoje.

Radialinis temperatūros gradientas kristale: nustatomas pagal išilginį ir skersinį šilumos laidumą, paviršiaus spinduliuotę ir kristalo padėtį šiluminiame lauke. Paprastai kristalo centre temperatūra yra aukštesnė, o kraštuose – žemesnė.

Radialinis temperatūros gradientas lydaloje: daugiausia įtakos turi aplinkiniai šildytuvai, kurių centras yra vėsesnis, o temperatūra didėja link tiglio. Radialinis temperatūros gradientas lydaloje visada yra teigiamas.

Šiluminio lauko optimizavimas

Gerai suplanuotas šiluminio lauko temperatūros pasiskirstymas turi atitikti šias sąlygas:

Tinkamas išilginis temperatūros gradientas kristale: jis turi būti pakankamai didelis, kad kristalas turėtų pakankamai šilumos išsklaidymo pajėgumų, kad pašalintų latentinę kristalizacijos šilumą. Tačiau jis neturėtų būti per didelis, nes tai gali trukdyti kristalų augimui.

Didelis išilginis temperatūros gradientas lydaloje: užtikrina, kad lydalo viduje nesusidarytų naujų kristalų branduolių. Tačiau jei jis per didelis, gali atsirasti išnirimų, dėl kurių gali atsirasti kristalų defektų.

Tinkamas išilginis temperatūros gradientas kristalizacijos sąsajoje: jis turėtų būti pakankamai didelis, kad būtų sukurtas būtinas peršalimas, užtikrinant pakankamą monokristalo augimo paskatą. Tačiau jis neturi būti per didelis, kad būtų išvengta konstrukcijos defektų. Tuo tarpu radialinis temperatūros gradientas turi būti kuo mažesnis, kad būtų išlaikyta plokščia kristalizacijos sąsaja.

Semicorex siūlo aukštos kokybėsdalys šiluminiame laukepuslaidininkių pramonei Jei turite klausimų arba reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti # +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com