Шта је топлотно поље?

У областираст монокристала, расподела температуре унутар пећи за раст кристала игра кључну улогу. Ова расподела температуре, која се обично назива термичко поље, је витални фактор који утиче на квалитет и карактеристике кристала који се узгаја. Тхетермичко пољемогу се категорисати у две врсте: статичке и динамичке.

Статичка и динамичка топлотна поља

Статичко топлотно поље се односи на релативно стабилну дистрибуцију температуре унутар система грејања током калцинације. Ова стабилност се одржава када температура унутар пећи остане константна током времена. Међутим, током стварног процеса раста монокристала, топлотно поље је далеко од статичког; динамичан је.

Динамичко топлотно поље карактеришу континуиране промене у дистрибуцији температуре унутар пећи. Ове промене су вођене неколико фактора:

Фазна трансформација: Како материјал прелази из течне фазе у чврсту фазу, ослобађа се латентна топлота, што утиче на расподелу температуре унутар пећи.

Издужење кристала: Како кристал расте, површина растопа се смањује, мењајући термичку динамику унутар система.

Пренос топлоте: Начини преноса топлоте, укључујући проводљивост и зрачење, еволуирају током процеса, додатно доприносећи променама у термичком пољу.

Због ових фактора, динамичко топлотно поље је аспект раста монокристала који се стално мења и захтева пажљиво праћење и контролу.

Интерфејс чврсто-течност

Интерфејс чврсто-течност је још један кључни концепт у расту једног кристала. У сваком тренутку, свака тачка унутар пећи има одређену температуру. Ако повежемо све тачке унутар термичког поља које деле исту температуру, добићемо просторну криву познату као изотермна површина. Међу овим изотермним површинама, једна је посебно значајна — интерфејс чврста и течност.

Интерфејс чврстог и течног је граница где се чврста фаза кристала сусреће са течном фазом растопа. На овом интерфејсу долази до раста кристала, јер се кристал формира из течне фазе на овој граници.

Температурни градијенти у расту једног кристала

Током раста монокристалног силицијума,термичко пољеобухвата и чврсту и течну фазу, свака са различитим температурним градијентима:

У кристалу:

Уздужни температурни градијент: Односи се на температурну разлику дуж дужине кристала.

Радијални температурни градијент: Односи се на температурну разлику по полупречнику кристала.

У талини:

Уздужни температурни градијент: Односи се на температурну разлику дуж висине растопа.

Радијални температурни градијент: Односи се на температурну разлику преко радијуса растопа.

Ови градијенти представљају две различите расподеле температуре, али најкритичнији за одређивање стања кристализације је температурни градијент на интерфејсу чврста и течност.

Радијални температурни градијент у кристалу: Одређује се уздужном и попречном проводљивошћу топлоте, површинским зрачењем и положајем кристала у термичком пољу. Генерално, температура је виша у центру и нижа на ивицама кристала.

Радијални температурни градијент у талини: Првенствено је под утицајем околних грејача, при чему је центар хладнији и температура расте према лончићу. Радијални температурни градијент у топљењу је увек позитиван.

Оптимизација топлотног поља

Добро дизајнирана расподела температуре топлотног поља треба да задовољи следеће услове:

Одговарајући уздужни температурни градијент у кристалу: Мора бити довољно велик да би се осигурало да кристал има довољан капацитет дисипације топлоте да однесе латентну топлоту кристализације. Међутим, не би требало да буде претерано велико, јер би то могло да омета раст кристала.

Значајан уздужни температурни градијент у топљењу: Осигурава да се не формирају нова кристална језгра унутар растопа. Међутим, ако је превелика, може доћи до дислокација, што доводи до дефеката кристала.

Одговарајући уздужни температурни градијент на интерфејсу кристализације: Требало би да буде довољно велик да створи неопходно суперхлађење, обезбеђујући довољан погон раста за монокристал. Међутим, не сме бити превелик да би се избегли структурни недостаци. У међувремену, радијални температурни градијент треба да буде што мањи да би се одржао раван интерфејс кристализације.

Семицорек нуди висок квалитетделови у термичком пољуза индустрију полупроводника Ако имате било каква питања или су вам потребни додатни детаљи, не оклевајте да нас контактирате.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом