Факторы, влияющие на дефекты в процессе роста

Влияние скорости роста на возникновение дефектов

При охлаждении кристалла от температуры кристаллизации происходит конденсация точечных дефектов. Плотность дефектов зависит от скорости охлаждения кристалла, которая является функцией скорости вытягивания кристалла и его диаметра. При скорости вытягивания 2мм/мин формирования дефектов не происходит. Это обусловлено закалкой точечных дефектов и предотвращением их агломерации. Такая скорость вытягивания не может быть достигнута для кристаллов диаметром более 75 мм без ухудшения степени их монокристалличности.

Влияние примесей на дефектность кристаллов

Примесь обладает определенной растворимостью в кристалле. Для разбавленных растворов равновесный коэффициент сегрегации k ₀ может быть записан как:

k₀=C_s/C_l,

где C _s, C _l -равновесная концентрация примесей в твердой и жидкой фазах.

Распределение примеси в растущем кристалле может быть описано соотношением:

C_s=k₀C₀(1-X)^k0-1,

где X - доля затвердевшего расплава,
C ₀ - первоначальная концентрация примеси в расплаве,
C_S - концентрация примеси в твердой фазе,
k ₀ - равновесный коэффициент сегрегации.

Экспериментальным путем было установлено, что в реальных условиях необходимо пользоваться эффективным коэффициентом сегрегации k_e:

,

где V - скорость роста (вытягивания),
D - коэффициент диффузии примеси в расплаве,
B - толщина граничного слоя.

Дата добавления: 2014-12-27