Was ist der Temperaturgradient des thermischen Feldes eines einzelnen Kristallofens?

Was ist dasThermalfeld?

Das Temperaturfeld vonEinzelkristallwachstumbezieht sich auf die räumliche Verteilung der Temperatur in einem einzelnen Kristallofen, auch als thermisches Feld bekannt. Während der Kalzinierung ist die Temperaturverteilung im thermischen System relativ stabil, was als statisches thermisches Feld bezeichnet wird. Während des Wachstums eines einzelnen Kristalls ändert sich das thermische Feld, das als dynamisches thermisches Feld bezeichnet wird.

Wenn ein einzelner Kristall wächst, wird aufgrund der kontinuierlichen Transformation der Phase (flüssige Phase zu fester Phase) die latente feste Phase -Latentwärme kontinuierlich freigesetzt. Gleichzeitig wird der Kristall immer länger, der Schmelzpegel fällt ständig ab und die Wärmeleitung und Strahlung ändert sich. Daher ändert sich das thermische Feld, das als dynamisches thermisches Feld bezeichnet wird.

Was ist die Feststoff-Flüssigkeits-Schnittstelle?

In einem bestimmten Zeitpunkt hat jeder Punkt im Ofen eine bestimmte Temperatur. Wenn wir die Punkte im Raum mit der gleichen Temperatur im Temperaturfeld anschließen, erhalten wir eine räumliche Oberfläche. Auf dieser räumlichen Oberfläche ist die Temperatur überall gleich, was wir eine isotherme Oberfläche nennen. Unter den isothermen Oberflächen im Einkristallofen befindet sich eine ganz spezielle isotherme Oberfläche, die Grenzfläche zwischen der festen Phase und der flüssigen Phase ist, so dass sie auch als Feststoff-Flüssigkeit-Grenzfläche bezeichnet wird. Der Kristall wächst aus der Feststoff-Flüssigkeits-Grenzfläche.

Was ist Temperaturgradienten?

Der Temperaturgradient bezieht sich auf die Änderungsrate der Temperatur eines Punktes A im Wärmefeld auf die Temperatur eines nahe gelegenen Punktes B.

WannEinzelkristall SiliziumWächst, es gibt zwei Formen von Feststoff und Schmelze im Wärmefeld, und es gibt auch zwei Arten von Temperaturgradienten:

▪ Der Längstemperaturgradient und der Radialtemperaturgradient im Kristall.

▪ Der Längs -Temperaturgradient und den Radialtemperaturgradienten in der Schmelze.

▪ Dies sind zwei völlig unterschiedliche Temperaturverteilungen, aber der Temperaturgradient an der Feststoff-Flüssigkeits-Grenzfläche, die den Kristallisationszustand am meisten beeinflussen kann. Der radiale Temperaturgradient des Kristalls wird durch die Längs- und Querwärmeleitung des Kristalls, die Oberflächenstrahlung und die neue Position im Wärmefeld bestimmt. Im Allgemeinen ist die Mitteltemperatur hoch und die Kantentemperatur des Kristalls niedrig. Der radiale Temperaturgradient der Schmelze wird hauptsächlich von den Heizungen um sie herum bestimmt, sodass die Mitteltemperatur niedrig ist, die Temperatur in der Nähe des Schmelze hoch ist und der Radialtemperaturgradient immer positiv ist.

Eine angemessene Temperaturverteilung des thermischen Feldes muss die folgenden Bedingungen erfüllen:

▪ Der Längstemperaturgradient im Kristall ist groß genug, aber nicht zu groß, um sicherzustellenKristallwachstumdie latente Kristallisationswärme wegnehmen.

▪ Der Längstemperaturgradient in der Schmelze ist relativ groß, um sicherzustellen, dass bei der Schmelze keine neuen Kristallkerne erzeugt werden. Wenn es jedoch zu groß ist, ist es leicht, Versetzungen und Bruch zu verursachen.

▪ Der Längs -Temperaturgradient an der Kristallisationsgrenzfläche ist angemessen groß und bildet damit die erforderliche Unterkühlung, so dass der einzelne Kristall eine ausreichende Wachstumsimpuls aufweist. Es sollte nicht zu groß sein, ansonsten treten strukturelle Defekte auf, und der Radialtemperaturgradient sollte so klein wie möglich sein, um die Kristallisationsgrenzfläche flach zu machen.

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