Шта је температурни градијент у термичком пољу?

Термичко поље раста монокристала је просторна дистрибуција температуре унутар високотемпературне пећи током процеса раста монокристала, што директно утиче на квалитет, брзину раста и брзину формирања кристала монокристала. Топлотно поље се може поделити на стабилне и пролазне типове. Стационарно топлотно поље је топлотно окружење са релативном дистрибуцијом температуре, док пролазно топлотно поље показује температуру пећи која се стално мења.

Током раста монокристала, фазна трансформација (течна фаза у чврсту фазу) се одвија континуирано, ослобађајући латентну топлоту очвршћавања. У исто време, како се кристал вуче све дуже и дуже, површина растопа непрекидно опада, а проводљивост топлоте, зрачење и други услови се мењају. Због тога је топлотно поље променљиво, што се назива динамичко топлотно поље.

---

Интерфејс чврсто-течност

У одређеном тренутку, свака тачка у пећи има одређену температуру. Ако све тачке у температурном пољу повежемо са истом температуром, добија се просторна површина. На овој просторној површини температура је свуда иста, што називамо изотермном површином. Међу породицом изотермних површина у пећи са једним кристалом, постоји врло посебна изотермна површина која служи као граница између чврсте фазе и течне фазе, па је позната и као интерфејс чврста и течност. Кристали расту из овог интерфејса чврстог и течног.

---

Градијент температуре

Температурни градијент се односи на брзину промене температуре од температуре тачке А у топлотном пољу до температуре суседне тачке Б око ње, тј. брзину промене температуре по јединици удаљености.

Током раста монокристалног силицијума, постоје два облика (чврсти и растопљени) у термичком пољу, а самим тим и два типа температурних градијената:

1. Уздужни температурни градијент и радијални температурни градијент у кристалу.

2. Уздужни температурни градијент и радијални температурни градијент у топљењу.

Ово су две потпуно различите расподеле температуре, али температурни градијент на интерфејсу чврста и течност има највећи утицај на стање кристализације. Радијални температурни градијент кристала је одређен уздужном и попречном провођењем топлоте кристала, површинским зрачењем и његовим положајем у топлотном пољу. Уопштено говорећи, температура је виша у центру и нижа на ивици кристала. Радијални температурни градијент растопа је углавном одређен грејачима око лончића, тако да је температура нижа у центру а виша у близини лончића, а радијални температурни градијент је увек позитивна вредност.

---

Захтеви за правилну дистрибуцију температуре топлотног поља

1. Уздужни температурни градијент у кристалу треба да буде довољно велик, али не претерано, да би се осигурало да кристал има довољан капацитет дисипације топлоте током раста да уклони латентну топлоту кристализације.

2. Уздужни температурни градијент у топљењу треба да буде релативно велик да би се спречило стварање нових кристалних језгара у топљењу; међутим, претерано велики градијент ће вероватно изазвати дислокације и довести до ломљења кристала.

3. Уздужни температурни градијент на интерфејсу кристализације треба да буде одговарајуће велик да би се формирао неопходан степен суперхлађења, обезбеђујући довољну покретачку снагу за раст монокристала. Не би требало да буде превелика, иначе ће доћи до структурних дефеката. У међувремену, радијални температурни градијент треба да буде што мањи да би кристализациони интерфејс тежио да буде раван.

Конфигурација и избор компоненти система термичког поља у великој мери одређују варијацију градијента температуре унутар високотемпературне пећи. Семицорек снабдева високог квалитетаЦ/Ц композитни грејачи, Ц/Ц композитне водилице, Ц/Ц композитни лончићс андЦ/Ц композитни термоизолациони цилиндринашим цењеним купцима, помажући у изградњи добро изведеног и стабилног система монокристалног топлотног поља како би се постигао оптималан квалитет раста кристала и ефикасност производње.