کرسٹل کھینچنے کے دوران ریڈیل مزاحمتی یکسانیت کا کنٹرول

سنگل کرسٹل کی شعاعی مزاحمت کی یکسانیت کو متاثر کرنے والی بنیادی وجوہات میں ٹھوس مائع انٹرفیس کا چپٹا پن اور کرسٹل کی نشوونما کے دوران چھوٹے طیارے کا اثر ہے۔

ٹھوس مائع انٹرفیس کے چپٹے پن کا اثر کرسٹل کی نمو کے دوران، اگر پگھلنے کو یکساں طور پر ہلایا جاتا ہے، تو مساوی مزاحمتی سطح ٹھوس مائع انٹرفیس ہوتی ہے (پگھلنے میں ناپاکی کا ارتکاز کرسٹل میں موجود ناپاکی کے ارتکاز سے مختلف ہوتا ہے، لہذا مزاحمت مختلف ہے، اور مزاحمت صرف ٹھوس مائع انٹرفیس پر برابر ہے)۔ جب ناپاکی K<1، پگھلنے کے لیے انٹرفیس محدب شعاعی مزاحمت کو وسط میں زیادہ اور کنارے پر کم کرنے کا سبب بنے گا، جب کہ پگھلنے کے لیے انٹرفیس مقعر اس کے برعکس ہے۔ فلیٹ ٹھوس مائع انٹرفیس کی ریڈیل مزاحمتی یکسانیت بہتر ہے۔ کرسٹل کھینچنے کے دوران ٹھوس مائع انٹرفیس کی شکل کا تعین تھرمل فیلڈ ڈسٹری بیوشن اور کرسٹل گروتھ آپریٹنگ پیرامیٹرز جیسے عوامل سے ہوتا ہے۔ سیدھے کھینچے ہوئے واحد کرسٹل میں، ٹھوس مائع سطح کی شکل فرنس کے درجہ حرارت کی تقسیم اور کرسٹل حرارت کی کھپت جیسے عوامل کے مشترکہ اثر کا نتیجہ ہے۔

کرسٹل کھینچتے وقت، ٹھوس مائع انٹرفیس پر حرارت کے تبادلے کی چار اہم اقسام ہوتی ہیں:

پگھلے ہوئے سلیکون کی مضبوطی کے ذریعہ جاری کردہ مرحلے کی تبدیلی کی اویکت حرارت

پگھلنے کی حرارت کی ترسیل

کرسٹل کے ذریعے اوپر کی طرف حرارت کی ترسیل

کرسٹل کے ذریعے باہر کی طرف تابکاری حرارت
اویکت حرارت پورے انٹرفیس کے لیے یکساں ہوتی ہے، اور جب شرح نمو مستقل ہوتی ہے تو اس کا سائز تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ (تیز گرمی کی ترسیل، تیز ٹھنڈک، اور استحکام کی شرح میں اضافہ)

جب بڑھتے ہوئے کرسٹل کا سر سنگل کرسٹل فرنس کے واٹر کولڈ سیڈ کرسٹل راڈ کے قریب ہوتا ہے، تو کرسٹل میں درجہ حرارت کا میلان بڑا ہوتا ہے، جو کرسٹل کی طول بلد حرارت کی ترسیل کو سطح کی تابکاری کی گرمی سے زیادہ بناتا ہے، لہذا ٹھوس مائع انٹرفیس پگھلنے کے لئے محدب.

جب کرسٹل وسط تک بڑھتا ہے تو، طول بلد گرمی کی ترسیل سطح کی تابکاری حرارت کے برابر ہوتی ہے، لہذا انٹرفیس سیدھا ہوتا ہے۔

کرسٹل کی دم پر، طول بلد حرارت کی ترسیل سطح کی تابکاری حرارت سے کم ہے، جس سے ٹھوس مائع انٹرفیس مقعر پگھل جاتا ہے۔
یکساں شعاعی مزاحمت کے ساتھ واحد کرسٹل حاصل کرنے کے لیے، ٹھوس مائع انٹرفیس کو برابر کرنا ضروری ہے۔
استعمال شدہ طریقے یہ ہیں: ① تھرمل فیلڈ کے ریڈیل درجہ حرارت کے میلان کو کم کرنے کے لیے کرسٹل گروتھ تھرمل سسٹم کو ایڈجسٹ کریں۔
②کرسٹل پلنگ آپریشن کے پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کریں۔ مثال کے طور پر، پگھلنے کے لیے ایک انٹرفیس محدب کے لیے، کرسٹل کی مضبوطی کی شرح کو بڑھانے کے لیے کھینچنے کی رفتار میں اضافہ کریں۔ اس وقت، انٹرفیس پر جاری ہونے والی کرسٹلائزیشن اویکت حرارت میں اضافے کی وجہ سے، انٹرفیس کے قریب پگھلنے کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں انٹرفیس میں کرسٹل کا ایک حصہ پگھل جاتا ہے، جس سے انٹرفیس فلیٹ ہوجاتا ہے۔ اس کے برعکس، اگر ترقی کا انٹرفیس پگھلنے کی طرف مقعر ہے، تو شرح نمو کو کم کیا جا سکتا ہے، اور پگھلنے سے اسی حجم کو مضبوط کیا جائے گا، جس سے گروتھ انٹرفیس فلیٹ ہو جائے گا۔
③ کرسٹل یا کروسیبل کی گردش کی رفتار کو ایڈجسٹ کریں۔ کرسٹل گردش کی رفتار کو بڑھانے سے ٹھوس مائع انٹرفیس پر نیچے سے اوپر کی طرف بڑھنے والے اعلی درجہ حرارت کے مائع بہاؤ میں اضافہ ہو گا، جس سے انٹرفیس محدب سے مقعر میں تبدیل ہو جائے گا۔ کروسیبل کی گردش کی وجہ سے مائع بہاؤ کی سمت قدرتی کنویکشن کی طرح ہے، اور اثر کرسٹل گردش کے بالکل برعکس ہے۔
④ کروسیبل کے اندرونی قطر کے کرسٹل کے قطر کے تناسب کو بڑھانے سے ٹھوس مائع انٹرفیس چپٹا ہو جائے گا، اور کرسٹل میں نقل مکانی کی کثافت اور آکسیجن کی مقدار کو بھی کم کر سکتا ہے۔ عام طور پر، کروسیبل قطر: کرسٹل قطر = 3~2.5:1۔
چھوٹے طیارے کے اثر کا اثر
کرسٹل کی نمو کا ٹھوس مائع انٹرفیس اکثر کروسیبل میں پگھلنے والے آئسوتھرم کی حد کی وجہ سے مڑے ہوئے ہوتا ہے۔ اگر کرسٹل کی نمو کے دوران کرسٹل کو تیزی سے اٹھایا جاتا ہے، تو (111) جرمینیئم اور سلکان سنگل کرسٹل کے ٹھوس مائع انٹرفیس پر ایک چھوٹا سا فلیٹ طیارہ نمودار ہوگا۔ یہ (111) ایٹم کلوز پیکڈ ہوائی جہاز ہے، جسے عام طور پر چھوٹا طیارہ کہا جاتا ہے۔
چھوٹے جہاز کے علاقے میں ناپاکی کا ارتکاز غیر چھوٹے ہوائی جہاز کے علاقے سے بہت مختلف ہے۔ چھوٹے جہاز کے علاقے میں نجاست کی غیر معمولی تقسیم کے اس رجحان کو چھوٹا طیارہ اثر کہا جاتا ہے۔
چھوٹے طیارے کے اثر کی وجہ سے، چھوٹے طیارے کے علاقے کی مزاحمتی صلاحیت کم ہو جائے گی، اور شدید صورتوں میں، ناپاک پائپ کور ظاہر ہوں گے۔ چھوٹے طیارہ اثر کی وجہ سے شعاعی مزاحمتی inhomogeneity کو ختم کرنے کے لیے، ٹھوس مائع انٹرفیس کو برابر کرنے کی ضرورت ہے۔

مزید بحث کے لیے ہم سے ملنے کے لیے پوری دنیا سے کسی بھی گاہک کو خوش آمدید کہتے ہیں!

https://www.semi-cera.com/
https://www.semi-cera.com/tac-coating-monocrystal-growth-parts/
https://www.semi-cera.com/cvd-coating/