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硅碳棒周围空间温度分布对沉积的影响 |
反应器中通人的原料气体硅烷被加热到分解温度,在高温的硅芯表面进行硅的沉积。传热系统包括高温硅碳棒辐射,炉内气体对流,底盘钟罩的水冷却,硅碳棒周围的冷却夹层,炉壁、冷却夹层内壁逆辐射等,这些对沉积过程都有影响。温度的均匀性分布是硅碳棒均匀生长的重要因素之一,需精确控制。温度梯度对外观的影响根据约翰逊一梅尔方程,在t时间内形成的晶核数(t)与形核率N及长大速率V。之间关系如下:式中:k为常数,与晶核形状有关;(t与晶粒尺寸成反比。由式(4)可知,形核率N越大,晶粒越细,如图6所示。同一材料的N和V、取决于温度梯度可见增加温度梯度,N迅速增大,巨比VA更快。因此增加温度梯度可使晶粒细化,表现为生长出的硅碳棒致密、外观光滑、光亮。而如果硅碳棒温度过高,周围空间冷却效果不佳,温度梯度则较小,硅碳棒会出现图5所示的形貌。温度梯度越大,生长出的多晶硅越致密,得到的晶粒越细化,单位体积内的晶界越多.越有助于生长和冷却过程中应力的释放,宏观表现为材料具有较高的强度和硬度。所以提高冷却夹层的换热效率、缩小温度差异对硅碳棒的质量尤其重要。只有保证高的换热效率才有可能生产出高质量的硅碳棒.使其外观等级满足区熔级硅料的要求。www.sdzygw.com |
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