単結晶炉の熱場の温度勾配はどれくらいですか?

とは何ですか熱場?

の温度フィールド単結晶成長単結晶炉内の温度の空間分布を指し、熱場としても知られています。焼成中、熱システム内の温度分布は比較的安定しており、これを静熱場と呼びます。単結晶の成長中に熱場が変化します。これは動的熱場と呼ばれます。

単結晶が成長するとき、相の連続的な変態（液相から固相）により、固相潜熱が継続的に放出されます。同時に、結晶はますます長くなり、融解レベルは常に低下し、熱伝導と放射が変化します。したがって、熱場は変化しており、これを動的熱場と呼びます。

固液界面とは何ですか?

特定の瞬間、炉内のどの点も特定の温度になります。温度フィールドで同じ温度を持つ空間内の点を接続すると、空間表面が得られます。この空間面では、温度はどこでも等しく、これを等温面と呼びます。単結晶炉内の等温面の中でも非常に特殊な等温面があり、これは固相と液相の界面であり、固液界面とも呼ばれます。結晶は固液界面から成長します。

温度勾配とは何ですか?

温度勾配とは、熱場内の点 A の温度の、近くの点 B の温度に対する変化率を指します。つまり、単位距離内の温度の変化率を指します。

いつ単結晶シリコン成長する場合、熱場には固体と溶融の 2 つの形態があり、温度勾配も 2 種類あります。

▪ 結晶内の縦方向の温度勾配と半径方向の温度勾配。

▪ 溶融物内の縦方向の温度勾配と半径方向の温度勾配。

▪ これらは 2 つの完全に異なる温度分布ですが、結晶化状態に最も影響を与える可能性があるのは固液界面の温度勾配です。結晶の半径方向の温度勾配は、結晶の縦方向および横方向の熱伝導、表面放射、および熱場の新しい位置によって決まります。一般的に、結晶の中心温度は高く、端温度は低くなります。融液の半径方向の温度勾配は主に周囲のヒーターによって決定されるため、中心温度は低く、るつぼ付近の温度は高く、半径方向の温度勾配は常に正になります。

熱場の適切な温度分布は、次の条件を満たす必要があります。

▪ 結晶内の縦方向の温度勾配は、十分な大きさですが、大きすぎないため、結晶中に十分な熱放散能力が確保されます。結晶成長結晶化の潜熱を奪うためです。

▪ 融液内の縦方向の温度勾配が比較的大きいため、融液中に新しい結晶核が生成されません。ただし、大きすぎると脱臼や破損を起こしやすくなります。

・結晶化界面における縦方向の温度勾配は適切に大きく、それによって必要な過冷却が形成され、その結果、単結晶が十分な成長運動量を有するようになる。大きすぎてはなりません。大きすぎると構造欠陥が発生します。また、結晶化界面を平坦にするために、半径方向の温度勾配はできるだけ小さくする必要があります。

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