位错,单晶硅产生位错有哪些原因?

  单晶硅产生原因:(1) 籽晶和下种的影响。籽晶在下种时与液面接触温度的选择和浸润情况,对引人单晶硅中位错有很大影响。籽晶中有位错,位错会随品体的长大而不断延伸。即使籽晶无位错,在下种时,籽晶与熔硅没有充分的浸润或由于接触温度过低,可能造成结晶界而的受热不均匀而产生热应力引起位错和位错的倍增,严重时会形成多晶。
  (2) 振动的影响。当热系统配合不佳,或石英坩埚位置选择不好时,液面往往会发生很大的热振动。由于这种热振动的存在,使固液交界面不时地受到热冲击,从而会引起晶体的位错倍增。严重的机械振动也会使晶体中引人位错,这在下种放肩阶段较为明显。(3) 晶体生长速率的影响。
  晶体生长速率的起伏,会引起晶体内部晶格的不良取向,从而产生位错。如果晶体生长速率过快,原子的排列将很不规则,也会引起位错,甚至有可能出现多晶。(4) 固相温度梯度的影响。在晶体生长过程中,位于固液交界面附近的晶体还处于塑性变形的温度范围内。因此,晶体中的部分原子由于热涨落的起伏,使部分原子偏离原位置。
  而当纵向温度梯度相当大时,温度迅速下降,这部分原子来不及恢复到原位置上去,要产生新的位错。(5) 热场的影响。影响单晶硅位错的很多,但主要的还是热场的影响,只要受热不均匀就会产生位错。在拉晶的操作中,在引晶阶段采取稍高温度,收颈时使单晶长得细一些,这样可以让籽晶的位错移出晶体之外。
  
  为了防止出现位错,除了要收颈之外,还要选择适当的温度下种,而且下种时还要使籽晶与液体充分浸润,只有这样,才能消除位错,才能生产出合格的单晶硅。减少设备的振动,消除因振动而产生的应力位错;注意原料多晶硅和设备的清洁处理,避免杂质的影响,都是减少位错的重要措施。

位错,单晶硅产生位错有哪些原因?

位错是指晶体内部因质点排列变形,与理想晶格有秩序的排列不同,所形成的一种线状的微观缺陷。这是由于晶体在结晶时,受到杂质、温度变化或振动的影响,或晶体受到切削、压缩等机械应力的作用,使晶体内部发生部分滑移的结果。所谓部分滑移是指晶体的一部分发生滑移,另一部分不发生滑移。晶体中已滑移部分与未滑移部分在滑移面上的分界线称为位错线。最简单的位错有两种:①滑移方向与位错线成垂直的称为刃型位错;②滑移方向与位错线相平行的称为螺型位错。位错理论是晶体缺陷理论的中心,用它可以解释晶体的某些性质。例如,存在位错的实际晶体的强度,大大低于理想晶体的强度。又如金属与合金之所以能比较容易地被压成片或拉成丝,就是由于位错线在外力作用下沿滑移面逐步移动时所需临界切应力很小的缘故。因位错区域的原子活动性较大,能加速物质在固体中的扩散过程,这对烧结和固相反应有利。位错理论在材料科学中日益显示出它的重要性。

(1)位错交滑移(或高温下攀移)的能力。其中:

1) 层错能低的金属:位错不易交滑移和攀移,滑移面上出现列阵位错和位错塞积群,加工硬化率高;

2) 层错能高的金属:螺位错难于分解,出现交滑移,滑移迅速发展,倾向于构成亚晶(胞状亚结构),使加工硬化率明显降低。

透射电镜下看不到位错塞积群,多为位错缠结和胞状亚结构。

(2)位错密度与塑性变形量有正比变化关系,细晶材料具有较高的加工硬化率。

(3)冷变形、淬火应力或较低温度下的相变造成的应变、第二相沉淀粒子与基体间线膨胀系数的差异、伴随沉淀物的形成而引起比热容改变、在局部区域出现位错增多等都会加强位错

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