Apakah Medan Terma?

Dalam bidangpertumbuhan kristal tunggal, taburan suhu dalam relau pertumbuhan kristal memainkan peranan penting. Pengagihan suhu ini, biasanya dirujuk sebagai medan haba, merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualiti dan ciri-ciri kristal yang ditanam. Themedan hababoleh dikategorikan kepada dua jenis: statik dan dinamik.

Medan Terma Statik dan Dinamik

Medan haba statik merujuk kepada taburan suhu yang agak stabil dalam sistem pemanasan semasa pengkalsinan. Kestabilan ini dikekalkan apabila suhu di dalam relau kekal konsisten dari semasa ke semasa. Walau bagaimanapun, semasa proses sebenar pertumbuhan kristal tunggal, medan haba adalah jauh dari statik; ia adalah dinamik.

Medan haba dinamik dicirikan oleh perubahan berterusan dalam taburan suhu dalam relau. Perubahan ini didorong oleh beberapa faktor:

Transformasi Fasa: Apabila bahan beralih daripada fasa cecair kepada fasa pepejal, haba pendam dibebaskan, yang memberi kesan kepada taburan suhu dalam relau.

Pemanjangan Kristal: Apabila kristal tumbuh lebih lama, permukaan cair berkurangan, mengubah dinamik terma dalam sistem.

Pemindahan Haba: Mod pemindahan haba, termasuk pengaliran dan sinaran, berkembang sepanjang proses, seterusnya menyumbang kepada perubahan dalam medan haba.

Disebabkan oleh faktor-faktor ini, medan haba dinamik adalah aspek yang sentiasa berubah bagi pertumbuhan kristal tunggal yang memerlukan pemantauan dan kawalan yang teliti.

Antara Muka Pepejal-Cecair

Antara muka pepejal-cecair adalah satu lagi konsep penting dalam pertumbuhan kristal tunggal. Pada bila-bila masa tertentu, setiap titik dalam relau mempunyai suhu tertentu. Jika kita menyambungkan semua titik dalam medan haba yang berkongsi suhu yang sama, kita memperoleh lengkung spatial yang dikenali sebagai permukaan isoterma. Antara permukaan isoterma ini, satu adalah amat ketara—antara muka pepejal-cecair.

Antara muka pepejal-cecair ialah sempadan di mana fasa pepejal kristal bertemu dengan fasa cair leburan. Antara muka ini adalah tempat pertumbuhan kristal berlaku, kerana kristal terbentuk daripada fasa cecair di sempadan ini.

Kecerunan Suhu dalam Pertumbuhan Kristal Tunggal

Semasa pertumbuhan silikon kristal tunggal,medan habamerangkumi kedua-dua fasa pepejal dan cecair, masing-masing dengan kecerunan suhu yang berbeza:

Dalam Kristal:

Kecerunan Suhu Membujur: Merujuk kepada perbezaan suhu sepanjang hablur.

Kecerunan Suhu Jejari: Merujuk kepada perbezaan suhu merentasi jejari hablur.

Dalam Leburan:

Kecerunan Suhu Membujur: Merujuk kepada perbezaan suhu sepanjang ketinggian leburan.

Kecerunan Suhu Jejari: Merujuk kepada perbezaan suhu merentasi jejari leburan.

Kecerunan ini mewakili dua taburan suhu yang berbeza, tetapi yang paling kritikal untuk menentukan keadaan penghabluran ialah kecerunan suhu pada antara muka pepejal-cecair.

Kecerunan Suhu Jejari dalam Kristal: Ditentukan oleh pengaliran haba membujur dan melintang, sinaran permukaan, dan kedudukan kristal dalam medan haba. Secara amnya, suhu lebih tinggi di tengah dan lebih rendah di tepi kristal.

Kecerunan Suhu Jejari dalam Cairan: Terutamanya dipengaruhi oleh pemanas sekeliling, dengan pusat menjadi lebih sejuk dan suhu meningkat ke arah pijar. Kecerunan suhu jejari dalam leburan sentiasa positif.

Mengoptimumkan Medan Terma

Taburan suhu medan haba yang direka dengan baik harus memenuhi syarat berikut:

Kecerunan Suhu Membujur yang Mencukupi dalam Kristal: Ia mestilah cukup besar untuk memastikan bahawa kristal mempunyai kapasiti pelesapan haba yang mencukupi untuk membawa pergi haba pendam penghabluran. Walau bagaimanapun, ia tidak sepatutnya terlalu besar, kerana ini boleh menghalang pertumbuhan kristal.

Kecerunan Suhu Membujur Besar dalam Cairan: Memastikan tiada nukleus kristal baharu terbentuk dalam cair. Walau bagaimanapun, jika ia terlalu besar, terkehel mungkin berlaku, membawa kepada kecacatan kristal.

Kecerunan Suhu Membujur yang Sesuai pada Antara Muka Penghabluran: Ia sepatutnya cukup besar untuk mencipta penyejukan super yang diperlukan, memberikan pemacu pertumbuhan yang mencukupi untuk kristal tunggal. Walau bagaimanapun, ia tidak boleh terlalu besar untuk mengelakkan kecacatan struktur. Sementara itu, kecerunan suhu jejarian hendaklah sekecil mungkin untuk mengekalkan antara muka penghabluran rata.

Semicorex menawarkan kualiti tinggibahagian dalam medan habauntuk industri semikonduktor Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.

Hubungi # telefon +86-13567891907

E-mel: sales@semicorex.com