(3)温度梯度合适 一般情况,合适的温度梯度要有明显的温度梯度,尤其是固液界面
以上,要有足够的温度梯度,只有这样才能将单晶硅生长产生的结晶潜热及时传走、散掉,
从而才可保持结晶面 (固液界面)的温度稳定。
合适的温度梯度,即使固液界面以上有较小的温度降低,但因固液界面以下硅熔体温度
高于结晶温度,所以不会使晶体局部生长过快,因此生长界面较平坦 (见图625),而且晶
体生长稳定,缺陷少而质量高。
图625 较平坦的生长界面
一般认为,合适的温度梯度有平坦的生长界面,平坦的生长界面容易维持良好的硅
棒品质。但实际拉晶时,合适的温度梯度是很难掌握的,尤其是生长界面的形状,更
难以控制,特别是长久的平坦形状很难维持。因为生长界面的形状不仅受温度梯度的
影响,而且还受硅棒的直径、硅液的温升温降、硅棒的提拉速度、石英坩埚的下降速
度以及硅棒和石英坩埚的转速等诸多因素的影响。其中有一项因素有变化,平坦的形
状就会消失。
再者说,在实际操作中,也不是不分场合,不分时期,完全都追求生长界面平坦。而是第6章 单晶硅的制备 127
认为,硅棒生长的各个阶段,生长界面形状也不一样,在引晶、放肩阶段,固液界面凸向熔
体,单晶等径生长后,界面先变平后再凹向熔体。但这些都是近似平坦的 (微量的)凸
和凹。