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垂直梯度冻结法生长InP晶体温度场调控及熔体对流场演化
Journal of Electronic Materials ( IF 2.2 ) Pub Date : 2023-08-24 , DOI: 10.1007/s11664-023-10668-4
Pei Wang , Xiang Li , Bowen Wang , Kainan Suo , Juncheng Liu

与垂直布里奇曼法相比,垂直梯度冻结(VGF)工艺需要更精确地调节温度场,以确保晶种的成功引入和良好的晶体生长条件,例如合适的固液界面温度梯度。该工作通过数值模拟提出了一种通过控制六个加热器温度来调节 InP 晶体 VGF 生长过程中温度场的方法,并显示了熔体对流和固液界面温度梯度的对合。六个加热器中有两个位于加热区,两个位于梯度区,其余位于冷却区。首先,通过多次试算,选择了6个加热器的3个温度设置,以确保晶种引入的成功。第二,研究了它们对坩埚内温度场和熔体对流的影响。结果表明,熔体轴向温度梯度随着加热区温度的升高或冷却区温度的降低而增大,每次模拟实验的最大值几乎总是出现在固液界面处,并随着加热区温度的升高而不断减小。晶体生长过程。此外,由于第二阶段的肩峰,所有模拟的熔体最大温度梯度远低于 10 K/cm,即使加热区温度升高且冷却区温度降至室温,也无法显着改善。加热器的温度设置对熔体中的对流模式没有显着影响,这对于所有三种设置几乎相同。然而,对流场的最大速度随着轴向温度梯度的增加而显着增加。每次模拟中,熔体中的对流涡旋数量从初始晶种阶段的 4 个减少到等直径生长结束时的 1 个,但最大流速从肩台阶段开始下降非常缓慢。

图形概要





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更新日期:2023-08-25
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