cz生長(zhǎng)原理及工藝流程(參考版)
2024-08-10 08:40本頁(yè)面
【正文】 目前先進(jìn)的單晶爐可以實(shí)現(xiàn)從引晶到收尾的整個(gè)過(guò)程 。因此，在拉晶結(jié)束時(shí)，應(yīng)逐步縮小晶體的直徑直至最后縮小成為一 點(diǎn)，這一過(guò)程稱(chēng)為收尾。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)，并將反延至其溫度尚處于范性形變最低溫度的晶體中去 (圖 4． 20)，形成位錯(cuò)排，星形結(jié)構(gòu)。 7．收尾 收尾的作用是防止位錯(cuò)反延。實(shí)際硅單晶無(wú)位錯(cuò)生長(zhǎng)時(shí)所觀察到的“苞絲 ”包括了這兩種表面條紋。故旋轉(zhuǎn)性雜質(zhì)條紋和旋轉(zhuǎn)性表面條紋都是同一原因引起的。晶體表面的這種細(xì)牙螺紋就是旋轉(zhuǎn)性表面條紋。螺紋的螺距為每旋轉(zhuǎn)一周固液界面邊緣在液面方向的位移，如式 (4． 8)所示。由于晶體轉(zhuǎn)軸與溫度場(chǎng)對(duì)稱(chēng)軸不一致，因而產(chǎn)生了徑向生長(zhǎng)速率的起伏。 在近似地認(rèn)為固液界面上任意一點(diǎn)包括固液界面邊緣上任意一點(diǎn)的溫度都等于硅的凝固點(diǎn)溫度的前提 (也就是說(shuō)認(rèn)為界面的過(guò)冷度等于零，即不考慮生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的影響 )下，由圖 4． 12 可以看出，晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)晶體柱面與熔體液面的交點(diǎn) (即固液界面邊緣上的一點(diǎn) )A點(diǎn)距軸 O’一 O’的距離是變化著的。在 4． 2． 5 節(jié)中我們已經(jīng)討論了在晶體轉(zhuǎn)軸與溫度場(chǎng)對(duì)稱(chēng)軸不一致的條件下，晶體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的軸向 (沿提拉方向 )的生長(zhǎng)速率起伏以及由此而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)性雜質(zhì)條紋。拉晶人員應(yīng)調(diào)整拉晶工藝參數(shù)，盡可能避免出現(xiàn)位錯(cuò)。無(wú)位錯(cuò)生長(zhǎng)時(shí)，在整根晶體上四條棱線應(yīng)連續(xù)，只要有一條棱線消失或出現(xiàn)不連續(xù)，說(shuō)明出現(xiàn)了位錯(cuò) (斷苞 )。但實(shí)際生長(zhǎng)時(shí)往往由于生長(zhǎng)方向的偏離，造成小平面有大有小，有的甚至消失。生長(zhǎng)晶向?qū)?zhǔn)時(shí)，三個(gè)小平面應(yīng)大小相等，相互間成 l20176。 無(wú)位錯(cuò)狀態(tài)的判斷因晶體的晶向而異，一般可通過(guò)晶錠外側(cè)面上的生長(zhǎng)條紋 (通常稱(chēng)為苞絲 )、小平面 (通常稱(chēng)為扁棱和棱線 )來(lái)判斷。調(diào)整熱場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和坩堝在熱場(chǎng)中的初始位置，可以改變晶體中的溫度梯度。從式 (4． 30)可知，徑向溫度梯度不引起位錯(cuò)的條件是 因此，必須控制徑向溫度梯度和軸向溫度梯度不能過(guò)大，使熱應(yīng)力不超過(guò)硅的臨界應(yīng)力，滿(mǎn)足這樣的條件才能保持無(wú)位錯(cuò)生
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