单晶炉热场设计VIP专享

§2 合理热场 单晶硅是在热场中进行拉制的，热场的优劣对单晶硅质量有很大影响。单晶硅生长过程中，好的热场，能生产出高质量的单晶。不好的热场容易使单晶变成多晶，甚至根本引不出单晶。有的热场虽然能生长单晶，但质量较差，有位错和其他结构缺陷。因此，找到较好的热场条件，配置最佳热场，是非常主要的直拉单晶工艺技术。 热场主要受热系统影响，热系统变化热场一定变化。加热器是热系统的主体，是热系统的关键部件。因此，了解加热器内温度分布状况对配制热场非常重要。 从示意图看出，以加热器中心线为基准，中心温度最高，向上和向下温度逐渐降低，它的变化率称为纵向温度梯度，用 dydT 表示。加热器径向温度内表面，中心温度最低，靠近加热器边缘温度逐渐增加，成抛物线状，它的变化率为径向温度梯度，用dxdT 表示。 单晶硅生长时，热场中存在着固体（晶体），熔体两种形态，温度梯度也有两种。晶体中的纵向温度梯度SdydT和径向温度梯度LdydT。熔体中的纵向温度梯度LdydT和径向温度梯度LdxdT 。是两种完全不同的温度分布。但是，最能影响结晶状态是生长界面处的温度梯度LSdxdT，LSdydT，它是晶体、熔体、环境三者的传热、放热、散热综合影响的结果，在一定程度上决定看单晶质量。 晶体生长时单晶硅的温度梯度粗略的讲：离结晶界面越远，温度越低。即SdydT>0。 只有SdydT足够大时，才能单晶硅生长产生的结晶潜热及时传走，散掉，保持结晶界面温度稳定。若SdydT较小，晶体生长产生的结晶潜热不能及时散掉，单晶硅温度会增高，结晶界面温度随着增高，熔体表面的过冷度减小，单晶硅的正常生长就会受到影响。SdydT过大，结晶潜热随着及时散掉，但是，由于晶体散热快，熔体表面一部分热量也散掉，结晶界面温度会降低，表面过冷度增大，可能产生新的不规则的晶核，使晶体变成多晶，同时，熔体表面过冷度增大，单晶可能产生大量结构缺陷。总之，晶体的纵向温度梯度SdydT要足够大，但不能过大。 晶体生长时熔体的温度梯度概力地说，离液面越远温度越高，LdydT>0。 温度梯度LdydT较大时，如图（a）离开液面越远温度越高。即使有较小的温度降低，生长界面以下熔体温度高于结晶温度，不会使晶体局部生长较快，生长界面...