I mutivi principali chì affettanu l'uniformità di a resistività radiale di i cristalli unichi sò a piattezza di l'interfaccia solidu-liquidu è l'effettu pianu pianu durante a crescita di cristalli.
L'influenza di a flatness di l'interfaccia solidu-liquidu Durante a crescita di cristalli, se a fusione hè agitata uniformemente, a superficia di resistenza uguale hè l'interfaccia solidu-liquidu (a concentrazione di impurità in a fusione hè diversa da a concentrazione di impurità in u cristallu, cusì a resistività hè diversa, è a resistenza hè uguale solu à l'interfaccia solidu-liquidu). Quandu l'impurità K <1, l'interfaccia cunvex à a fusione pruvucarà a resistività radiale per esse alta in u mediu è bassu à u bordu, mentre chì l'interfaccia cuncave à a fusione hè u cuntrariu. L'uniformità di a resistività radiale di l'interfaccia solidu-liquidu flat hè megliu. A forma di l'interfaccia solidu-liquidu durante a tiratura di cristalli hè determinata da fatturi cum'è a distribuzione di u campu termale è i paràmetri operativi di crescita di cristalli. In u cristallu unicu tiratu drittu, a forma di a superficia solida-liquida hè u risultatu di l'effettu cumminatu di fatturi cum'è a distribuzione di a temperatura di u fornu è a dissipazione di u calore di u cristallu.
Quandu tiranu i cristalli, ci sò quattru tippi principali di scambiu di calore à l'interfaccia solidu-liquidu:
U calore latente di u cambiamentu di fase liberatu da a solidificazione di siliciu fusu
Conduzzione di u calore di u fondu
Conduzzione di u calore à traversu u cristallu
Radiazione di u calore à l'esterno attraversu u cristallu
U calore latente hè uniforme per tutta l'interfaccia, è a so dimensione ùn cambia micca quandu u ritmu di crescita hè constante. (Conduzzione di u calore veloce, rinfrescante veloce, è un tassu di solidificazione aumentatu)
Quandu u capu di u cristallu in crescita hè vicinu à u bastone di cristallu di sumente raffreddatu in acqua di u fornu di cristallu unicu, u gradiente di temperatura in u cristallu hè grande, chì face a cunduzzione di calore longitudinale di u cristallu più grande di u calore di radiazione di a superficia, cusì interfaccia solidu-liquidu cunvessu à u fondu.
Quandu u cristallu cresce à u mità, a cunduzzione di u calore longitudinale hè uguale à u calore di a radiazione di a superficia, cusì l'interfaccia hè dritta.
À a cuda di u cristallu, a cunduzzione di u calore longitudinale hè menu di u calore di a radiazione di a superficia, facendu l'interfaccia solidu-liquidu cuncave à a fusione.
Per ottene un unicu cristallu cù resistività radiale uniforme, l'interfaccia solidu-liquidu deve esse livellata.
I metudi aduprati sò: ①Adjust u sistema termale di crescita di cristalli per riduce u gradiente di temperatura radiale di u campu termale.
②Aghjustate i paràmetri di l'operazione di tiratura di cristalli. Per esempiu, per una interfaccia cunvessa à u melt, aumenta a velocità di pulling per aumentà a rata di solidificazione di cristalli. À questu tempu, per via di l'aumentu di u calore latente di cristallizazione liberatu nantu à l'interfaccia, a temperatura di fusione vicinu à l'interfaccia aumenta, risultatu in a fusione di una parte di u cristallu à l'interfaccia, facendu l'interfaccia flat. À u cuntrariu, se l'interfaccia di crescita hè cuncave versu u funnu, u ritmu di crescita pò esse ridutta, è u funnu solidificà un voluminu currispundente, facendu l'interfaccia di crescita flat.
③ Aghjustate a velocità di rotazione di u cristallu o crucible. Aumentà a vitezza di rotazione di u cristallu aumenterà u flussu di liquidu à alta temperatura chì si move da u fondu à a cima à l'interfaccia solidu-liquidu, facendu chì l'interfaccia cambia da cunvessu à concave. A direzzione di u flussu di u liquidu causatu da a rotazione di u crucible hè a listessa chì a cunvezione naturali, è l'effettu hè completamente oppostu à quellu di a rotazione di cristalli.
④ Aumentà u rapportu di u diametru internu di u crucible à u diametru di u cristallu appiattirà l'interfaccia solidu-liquidu, è pò ancu riduce a densità di dislocazione è u cuntenutu di l'ossigenu in u cristalu. In generale, u diamitru di crucible: diametru di cristalli = 3 ~ 2,5: 1.
Influenza di l'effettu di u picculu pianu
L'interfaccia solidu-liquidu di a crescita di cristalli hè spessu curvatu per via di a limitazione di l'isoterma di fusione in u crucible. Se u cristallu hè elevatu rapidamente durante a crescita di cristalli, un picculu pianu pianu appariscerà à l'interfaccia solidu-liquidu di i cristalli unichi di germaniu (111) è siliciu. Hè u (111) pianu atomicu vicinu, di solitu chjamatu un picculu pianu.
A cuncentrazione di impurità in l'area di u pianu chjucu hè assai sfarente da quella in l'area di u pianu micca chjucu. Stu fenominu di distribuzione anormali di impurità in a zona di u pianu chjucu hè chjamatu effettu pianu pianu.
A causa di l'effettu pianu pianu, a resistività di l'area di u pianu chjucu diminuirà, è in i casi severi, i nuclei di pipa impurità apparisceranu. Per eliminà l'inhomogeneità di resistività radiale causata da l'effettu pianu pianu, l'interfaccia solidu-liquidu deve esse livellata.
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