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drg1984榮譽(yù)版主 (著名寫(xiě)手)
奮斗
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晶體生長(zhǎng)工藝討論 已有3人參與
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晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，到底是哪個(gè)因素或哪幾個(gè)因素決定了晶體的質(zhì)量。 加工一個(gè)零件，我們要去監(jiān)視它的尺寸，焊一個(gè)電路板，我們要去監(jiān)視爐子的溫度。那么生長(zhǎng)一根晶體，我們到底需要去控制什么、監(jiān)視什么參數(shù)？是溫度？拉速？轉(zhuǎn)速？還是功率？ 晶體結(jié)晶是個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)的熱平衡過(guò)程，如果控制溫度始終在熔點(diǎn)，材料從熔體變成固體過(guò)程放出的熱量始終等于系統(tǒng)散發(fā)出去的熱量減去電源提供的熱量，那么在時(shí)間軸上，滿足條件的△t越小，晶體生長(zhǎng)越理想。我們?cè)O(shè)計(jì)溫場(chǎng)是為了什么？就是為了獲得既定大小的晶體前提下，來(lái)滿足上述條件。 那么我們需要關(guān)注的就是能量傳輸，讓能量傳輸盡量平穩(wěn)。在某一△t，晶體生長(zhǎng)放出的熱量等于晶體焓*單位時(shí)間內(nèi)晶體生長(zhǎng)的量，讓這個(gè)放出的能量加上電源提供的能量順利的被系統(tǒng)均勻的帶走，只有這樣才能讓系統(tǒng)溫度始終保持在材料熔點(diǎn)位置。那么可以通過(guò)監(jiān)視固液界面的溫度達(dá)到控制的目的，通過(guò)調(diào)控電源功率，達(dá)到固液界面溫度恒定的目的。 晶體生長(zhǎng)過(guò)程能量傳輸?shù)娜齻�(gè)部分： 第一、 在既定的尺寸下，晶體生長(zhǎng)放出的熱量，取決于材料的焓變和單位時(shí)間的生長(zhǎng)量； 第二、 系統(tǒng)散熱，決定于晶體的熱導(dǎo)和溫場(chǎng)； 第三、 共給功率，電源提供能量的穩(wěn)定性。 對(duì)于一個(gè)需要生長(zhǎng)的晶體，焓變和熱導(dǎo)率是由材料本身屬性決定，我們需要考慮的是單位時(shí)間內(nèi)晶體生長(zhǎng)的量和溫場(chǎng)，功率是我們調(diào)控的手段。 單位時(shí)間內(nèi)晶體生長(zhǎng)的量，在坩堝尺寸遠(yuǎn)大于晶體尺寸時(shí)，可以近似用提拉速度×晶體生長(zhǎng)面面積×密度表達(dá)，在坩堝尺寸接近與晶體尺寸的時(shí)候（例如泡生法）應(yīng)考慮液面下降的量。 溫場(chǎng)是我們?cè)O(shè)計(jì)來(lái)平衡這個(gè)系統(tǒng)熱量傳遞過(guò)程的最重要因素，它必須考慮材料所能承受的最大溫度梯度。溫場(chǎng)和單位時(shí)間內(nèi)晶體生長(zhǎng)的量是晶體生長(zhǎng)過(guò)程兩個(gè)關(guān)鍵性參數(shù)，在一個(gè)選定的材料，單位時(shí)間內(nèi)晶體生長(zhǎng)的量決定了晶體結(jié)晶所釋放的熱量，溫場(chǎng)決定了晶體結(jié)晶釋放的熱量如何通過(guò)系統(tǒng)傳輸出去；反之，溫場(chǎng)決定了系統(tǒng)能量的傳輸狀況，從而也制約了單位時(shí)間內(nèi)晶體生長(zhǎng)的量。 對(duì)于轉(zhuǎn)速，它只是溫場(chǎng)設(shè)計(jì)不完美的一個(gè)補(bǔ)救措施，是適當(dāng)彌補(bǔ)溫場(chǎng)不對(duì)稱和生長(zhǎng)界面形狀不合適的手段。 |
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2樓2011-11-05 14:30:21
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3樓2014-11-20 23:42:11
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我有辦法完全解決晶體生長(zhǎng)溫場(chǎng)穩(wěn)定性的問(wèn)題，不知道這種技術(shù)有沒(méi)有市場(chǎng)？ 發(fā)自小木蟲(chóng)Android客戶端 |
4樓2018-04-16 10:01:09
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