Hvad er temperaturgradienten i det termiske felt?

Det termiske enkeltkrystalvækst-termiske felt er den rumlige fordeling af temperaturen i højtemperaturovnen under enkeltkrystalvækstprocessen, som direkte påvirker kvaliteten, væksthastigheden og krystaldannelseshastigheden af ​​enkeltkrystallen. Termisk felt kan opdeles i steady-state og transient typer. Det steady-state termiske felt er det termiske miljø med en relativ temperaturfordeling, mens det transiente termiske felt udviser den konstant skiftende ovntemperatur.

Under enkeltkrystalvækst sker fasetransformation (væskefase til fast fase) kontinuerligt, hvilket frigiver latent størkningsvarme. Samtidig som krystallen trækkes længere og længere, falder smelteoverfladen kontinuerligt, og varmeledning, stråling og andre forhold ændres. Derfor er det termiske felt variabelt, hvilket omtales som det dynamiske termiske felt.

---

Solid-Liquid Interface

På et bestemt tidspunkt har hvert punkt i ovnen en bestemt temperatur. Hvis vi forbinder alle punkter i temperaturfeltet med samme temperatur, opnås en rumlig overflade. På denne rumlige overflade er temperaturen overalt den samme, som vi kalder en isoterm overflade. Blandt familien af ​​isotermiske overflader i enkeltkrystalovnen er der en meget speciel isotermisk overflade, der fungerer som grænsen mellem den faste fase og den flydende fase, derfor er den også kendt som faststof-væske-grænsefladen. Krystaller vokser fra denne fast-flydende grænseflade.

---

Temperaturgradienten

Temperaturgradient refererer til hastigheden af ​​temperaturændringen fra temperaturen af ​​et punkt A i det termiske felt til temperaturen af ​​et tilstødende punkt B omkring det, dvs. hastigheden af ​​temperaturændringen pr. afstandsenhed.

Under monokrystallinsk siliciumvækst er der to former (faststof og smelte) i det termiske felt, og dermed to typer temperaturgradienter:

1. Langsgående temperaturgradient og radial temperaturgradient i krystallen.

2. Langsgående temperaturgradient og radial temperaturgradient i smelten.

Det er to helt forskellige temperaturfordelinger, men temperaturgradienten ved faststof-væske-grænsefladen har den største indflydelse på krystallisationstilstanden. Krystallens radiale temperaturgradient bestemmes af den langsgående og tværgående varmeledning af krystallen, overfladestråling og dens position i det termiske felt. Generelt er temperaturen højere i midten og lavere ved kanten af ​​krystallen. Smeltens radiale temperaturgradient bestemmes hovedsageligt af varmelegemerne omkring diglen, så temperaturen er lavere i midten og højere nær diglen, og den radiale temperaturgradient er altid en positiv værdi.

---

Krav til korrekt termisk felttemperaturfordeling

1. Den langsgående temperaturgradient i krystallen bør være tilstrækkelig stor, men ikke overdrevent, for at sikre, at krystallen har tilstrækkelig varmeafledningskapacitet under vækst til at fjerne den latente krystallisationsvarme.

2. Den langsgående temperaturgradient i smelten bør være relativt stor for at forhindre dannelsen af ​​nye krystalkerner i smelten; dog vil en for stor gradient sandsynligvis forårsage dislokationer og resultere i krystalbrud.

3. Den langsgående temperaturgradient ved krystallisationsgrænsefladen bør være passende stor til at danne den nødvendige underafkølingsgrad, hvilket giver tilstrækkelig drivkraft til vækst af enkeltkrystal. Det bør ikke være for stort, ellers vil der opstå strukturelle defekter. I mellemtiden bør den radiale temperaturgradient være så lille som muligt for at få krystallisationsgrænsefladen til at være flad.

Konfigurationen og komponentvalget af det termiske feltsystem bestemmer i høj grad variationen af ​​temperaturgradienten inde i højtemperaturovnen. Semicorex leverer høj kvalitetC/C kompositvarmere, C/C komposit føringsrør, C/C komposit digels ogC/C komposit termisk isoleringscylindretil vores værdsatte kunder, der hjælper med at opbygge det veludførte og stabilt drevne enkeltkrystal termiske feltsystem for at opnå optimal krystalvækstkvalitet og produktionseffektivitet.