cz生長(zhǎng)原理及工藝流程-文庫(kù)吧
2025-07-03 08:40 本頁(yè)面
【正文】 插入熔體時(shí)，由于受到籽晶與熔硅的溫度差所造成的熱應(yīng)力和表面張力的作用會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)。因此，在熔接之后應(yīng)用引細(xì)頸工藝，即 Dash 技術(shù)，可以使位錯(cuò)消失，建立起無(wú)位錯(cuò)生長(zhǎng)狀態(tài)。 Dash 的無(wú)位錯(cuò)生長(zhǎng)技術(shù)的原理見(jiàn) 7． 2 節(jié)。金剛石結(jié)構(gòu)的硅單晶中位錯(cuò)的滑移面為 {111}面。當(dāng)以 [l00]、 [lll]和 [ll0]晶向生長(zhǎng)時(shí)，滑移面與生長(zhǎng)軸的最小夾角分別為 36． 16176。 、 l9． 28176。 和 0176。 。位錯(cuò)沿滑移面延伸和產(chǎn)生滑移，因此位錯(cuò)要延伸、滑移至晶體表面而消失，以 [100]晶向生長(zhǎng)最容易，以 [111]晶向生長(zhǎng)次之，以 [ll0]晶向生長(zhǎng)情形若只存在延伸效應(yīng)則位錯(cuò)會(huì)貫穿整根晶體。細(xì)頸工藝通常采用高拉速將晶體直徑縮小到大約 3mm。在這種條件下，冷卻過(guò)程中熱應(yīng)力很小，不會(huì)產(chǎn)生新的位錯(cuò)。因此，細(xì)頸的最小長(zhǎng)度 L 與直徑 D 的關(guān)系可由下式表示： 式中， θ 為滑移面與生長(zhǎng)軸的最小夾角。高拉速可形成過(guò)飽和點(diǎn)缺陷。在這種條件下，即使 [ll0]晶向生長(zhǎng)位錯(cuò)也通過(guò)攀移傳播到晶體表面。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，重 摻銻晶體細(xì)頸粗而短就可以消除位錯(cuò)，可能是通過(guò)攀移機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。在籽晶能承受晶錠重量的前提下，細(xì)頸應(yīng)盡可能細(xì)長(zhǎng)，一般直徑之比應(yīng)達(dá)到 1： 10。 4．放肩 引細(xì)頸階段完成后必須將直徑放大到目標(biāo)直徑，當(dāng)細(xì)頸生長(zhǎng)至足夠長(zhǎng)度，并且達(dá)到一定的提拉速率，即可降低拉速進(jìn)行放肩。目前的拉晶工藝幾乎都采用平放肩工藝，即肩部夾角接近 180176。 ，這種方法降低了晶錠頭部的原料損失。 5．轉(zhuǎn)肩 晶體生長(zhǎng)從直徑放大階段轉(zhuǎn)到等徑生長(zhǎng)階段時(shí)，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)肩，當(dāng)放肩直徑接近預(yù)定目標(biāo)時(shí)，提高拉速，晶體逐漸進(jìn)入等徑生長(zhǎng) 。為保持液面位置不變，轉(zhuǎn)肩時(shí)或轉(zhuǎn)肩后應(yīng)開(kāi)始啟動(dòng)堝升，一般以適當(dāng)?shù)膱迳⑹怪S晶升變化。放肩時(shí)，直徑增大很快，幾乎不出現(xiàn)彎月面光環(huán)，轉(zhuǎn)肩過(guò)程中，彎月面光環(huán)漸漸出現(xiàn)，寬度增大，亮度變大，拉晶操作人員應(yīng)能根據(jù)彎月面光環(huán)的寬度和亮度，準(zhǔn)確地判斷直徑的變化，并及時(shí)調(diào)整拉速，保證轉(zhuǎn)肩
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