Вращение - тигель
Cтраница 2
Следовательно, пишут авторы [14], если вращение кристалла обусловливает поток жидкости к кристаллу, то при вращении тигля под кристаллом образуется поток в противоположном направлении. Поэтому при одновременном вращении кристалла и тигля в противоположных направлениях в области, расположенной непосредственно под кристаллом, из-за столкновения этих встречных потоков создается область интенсивного перемешивания жидкости. Эта область не распространяется до стенок тигля, а локализуется под кристаллом. [16]
Если перед началом вращения тигля на поверхность жидкости поместить каплю раствора метиленовой сини в воде, то при вращении тигля на поверхности жидкости образуется четкая однозаходная спираль. Спиралевидное распределение примесей сохраняется и в установившемся потоке жидкости. [17]
 |
Схема установок для жидкофазной эпитаксии. [18] |
Установка для жидкофазной эпи-таксии ( рис. 37) состоит из электрической печи, тигля с раствором-расплавом, устройства для вращения тигля, устройства для погружения подложек и устройства для вращения подложек в погруженном и вынутом положении. Подложка может занимать в растворе-расплаве или вертикальное ( рис. 37, а) или горизонтальное ( рис. 37, б) положение. На рис. 37, в показано наиболее благоприятное распределение изменения температуры ДГ в рабочем пространстве печи. Технологический процесс предусматривает четырехчасовую гомогенизацию при температуре 1300 С и вращающемся тигле. Затем следует медленное, в течение часа, охлаждение раствора-расплава на 20 - 30 С до температуры переохлаждения. Затем раствор-расплав выдерживается при этой температуре еще один час до начала погружения первого комплекта подложек ( не больше 20 шт. Перед погружением комплект подложек опускают к поверхности раствора-расплава для выравнивания температуры. Погружение подложек совмещают с их вращением в расплаве для увеличения степени однородности пленки. Процесс роста пленки занимает менее 10 мин. Подложки с наращенной пленкой вынимают из раствора-расплава и очищают от остатков центробежным способом, вращая с частотой до 1000 об / мин. [19]
 |
Метод Чохральского. / - выращиваемый слиток. 2 - тигель. 3 - расплав защитного флюса. 4 - расплав термоэлектрического материала. [20] |
Держатель, в котором закреплена затравка, поднимается вверх с необходимой скоростью и одновременно вращается в сторону, противоположную направлению вращения тигля. Все перечисленные элементы находятся в герметичной камере, которая вакуу-мируется, а затем заполняется инертным газом. [21]
На рис. 118 [24] показаны тепловые потоки в кристалле и расплаве для начальной и конечной стадий процесса выращивания в случае, когда скорость вращения тигля равна нулю, а скорость кристалла близка к такому значению. На начальной стадии выращивания тигель размещается глубоко в нагревателе и тепло передается расплаву через боковую поверхность тигля. В процессе выращивания тигель медленно поднимается относительно нагревателя и теплового экрана, в результате чего поверхность частей тигля, излучающих тепло, над расплавом и тепловым экраном увеличивается, а поверхность элементов, поглощающих тепло, сокращается. По мере поднятия тигля тепло к расплаву все в большей степени подается через донную часть, поэтому для сохранения диаметра выращиваемого монокристалла близким к постоянному нужно уменьшать скорость выращивания, а мощность нагрева увеличивать в течение процесса для компенсации потерь энергии на излучение. [22]
Форма границы раздела фаз при выращивании монокристаллов методом Чохральского зависит от многих факторов: диаметра и длины слитка, скорости вытягивания, скорости вращения тигля и затравки, геометрии тигля и камеры установки, величины основных и радиальных градиентов температуры в расплаве и кристалле. [23]
При сплавлении с последним происходит сильное вскипание и разбрызгивание, поэтому необходимо применять меры предосторожности - сплавление производить при слабом нагревании и тщательном перемешивании путем вращения тигля вокруг пламени горелки. [24]
Фронт кристаллизации растущего монокристалла при прочих, равных условиях формируется потоками в расплаве, геометрия которых определяется тепловой и принудительной ( вынужденной, связанной с вращением тигля и кристалла) конвекцией. Эти потоки во многом определяют распределение примесей в выращиваемом монокристалле. [26]
Иллюстрацией к сказанному могут служить данные, приведенные в работе Каррудерса [15], которая, в частности, посвящена исследованию течения жидкости, моделирующей расплав, вызванному свободной конвекцией при отсутствии вращения тигля и кристалла. На рис. 22, а представлена схема такого потока. [27]
Изменение ( 3 в пределах от - 1 до 1 достигалось, с одной стороны, за счет вариации скорости вращения диска при постоянном числе оборотов тигля, а с другой - изменением скорости вращения тигля при постоянной скорости вращения диска. [28]
При этом найдено, что критическая скорость вращения соответствует 1 5 об / мин, что близко к величине 1 2 об / мин, полученной при исследовании трехмерной устойчивости изотермического течения, обусловленного вращением тигля. [30]
Страницы: 1 2 3 4