温度梯度对单晶硅生长有何影响呢?
单晶硅是靠熔化的多晶硅在籽晶上重新凝固 (结晶)形成的,它与温度有直接关系。单
晶硅是完整的晶体,因此有一定的熔点,是1420℃。这就是说,石英坩埚里的硅液温度一
定高于1420℃,不然它就不会是液体,而在籽晶上重新凝固成晶体,其温度必须低于
1420℃,不然它就不会形成结晶的固体。也就是说,单晶硅生长时,籽晶与硅液之间要有一
定的温度梯度。如果没有温度梯度,硅液是不可能凝固成晶体的。
上述的温度梯度是发生在固液界面处的纵向温度梯度,是晶体、熔体、环境三者传热、
放热和散热综合影响的结果。拉晶时,固液界面处的纵向温度梯度直接决定着单晶硅的
质量。
拉晶时,固液界面处的纵向温度梯度 (见图622),总的来说,温度是上低下高。再
有,固液界面以上温度变化大,即温度梯度大;固液界面以下温度变化小,即温度梯
度小。