Mis on termiline väli?

Valdkonnasüksikkristallide kasv, mängib kriitilist rolli temperatuuri jaotus kristallide kasvuahjus. See temperatuurijaotus, mida tavaliselt nimetatakse soojusväljaks, on oluline tegur, mis mõjutab kasvatatava kristalli kvaliteeti ja omadusi. Thesoojusvälivõib jagada kahte tüüpi: staatiline ja dünaamiline.

Staatilised ja dünaamilised soojusväljad

Staatiline soojusväli viitab suhteliselt stabiilsele temperatuurijaotusele küttesüsteemis kaltsineerimise ajal. See stabiilsus säilib, kui temperatuur ahju sees jääb aja jooksul ühtlaseks. Kuid monokristallide kasvu tegeliku protsessi ajal pole termiline väli kaugeltki staatiline; see on dünaamiline.

Dünaamilist soojusvälja iseloomustavad pidevad muutused ahju temperatuurijaotuses. Need muutused on tingitud mitmest tegurist:

Faasi muundumine: kui materjal läheb vedelast faasist tahkesse faasi, eraldub latentne soojus, mis mõjutab temperatuuri jaotust ahjus.

Kristalli pikenemine: kui kristall kasvab pikemaks, sulandi pind väheneb, muutes süsteemi termilist dünaamikat.

Soojusülekanne: Soojusülekande viisid, sealhulgas juhtivus ja kiirgus, arenevad kogu protsessi vältel, aidates veelgi kaasa soojusvälja muutustele.

Nende tegurite tõttu on dünaamiline soojusväli monokristallide kasvu pidevalt muutuv aspekt, mis nõuab hoolikat jälgimist ja kontrolli.

Tahke-vedeliku liides

Tahke-vedeliku liides on üksikkristallide kasvatamisel veel üks oluline kontseptsioon. Igal ajahetkel on ahju igal punktil konkreetne temperatuur. Kui ühendame kõik sama temperatuuriga soojusvälja punktid, saame ruumikõvera, mida nimetatakse isotermiliseks pinnaks. Nende isotermiliste pindade hulgas on üks eriti oluline - tahke-vedeliku liides.

Tahke-vedeliku liides on piir, kus kristalli tahke faas kohtub sulatise vedela faasiga. See liides on koht, kus toimub kristallide kasv, kuna sellel piiril moodustuvad kristallid vedelast faasist.

Temperatuurigradiendid üksikkristallide kasvus

Üksikkristallilise räni kasvu ajal onsoojusvälihõlmab nii tahket kui ka vedelat faasi, millest igaühel on erinevad temperatuurigradiendid:

Kristallis:

Pikisuunaline temperatuurigradient: viitab temperatuuride erinevusele kristalli pikkuses.

Radiaalne temperatuurigradient: tähistab temperatuuri erinevust kristalli raadiuses.

Sulas:

Pikisuunaline temperatuurigradient: viitab temperatuuride erinevusele sulandi kõrgusel.

Radiaalne temperatuurigradient: viitab temperatuuride erinevusele sulandi raadiuses.

Need gradiendid esindavad kahte erinevat temperatuurijaotust, kuid kristallisatsiooni oleku määramiseks on kõige kriitilisem temperatuurigradient tahke-vedeliku liidesel.

Radiaalne temperatuurigradient kristallis: määratakse piki- ja põiksuunalise soojusjuhtivuse, pinnakiirguse ja kristalli asukoha järgi termilises väljas. Üldiselt on temperatuur kõrgem kristalli keskel ja madalam servades.

Radiaalne temperatuurigradient sulatis: Mõjutavad peamiselt ümbritsevad küttekehad, kusjuures keskpunkt on jahedam ja temperatuur tõuseb tiigli suunas. Radiaalne temperatuurigradient sulatis on alati positiivne.

Termilise välja optimeerimine

Hästi kavandatud soojusvälja temperatuurijaotus peaks vastama järgmistele tingimustele:

Piisav pikisuunaline temperatuurigradient kristallis: see peab olema piisavalt suur tagamaks, et kristallil on piisavalt soojuse hajutamise võimet, et kanda ära kristalliseerumise varjatud soojus. Kuid see ei tohiks olla liiga suur, kuna see võib takistada kristallide kasvu.

Oluline pikisuunaline temperatuurigradient sulatis: tagab, et sulatis ei moodustuks uusi kristalltuumeid. Kui see on aga liiga suur, võivad tekkida nihestused, mis võivad põhjustada kristallide defekte.

Sobiv pikisuunaline temperatuurigradient kristalliseerimisliideses: see peaks olema piisavalt suur, et tekitada vajalik ülejahutus, mis tagab monokristallidele piisava kasvutõuke. Kuid see ei tohi olla liiga suur, et vältida struktuurseid defekte. Samal ajal peaks radiaalne temperatuurigradient olema võimalikult väike, et säilitada tasane kristallisatsiooniliides.

Semicorex pakub kõrget kvaliteetiosad soojusväljaspooljuhtide tööstusele Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com