可見理論值與實驗值大體上是相符的【2 】。 ( 3 ) 生長速度與晶體外形的關系 在單晶生長時，一般籽晶的截面積都較小，如果生長了一段時間后，晶體有了一定 長度，那么從籽晶傳導走的熱量醵可以忽略不計，這時晶體的熱耗散僅是晶體表面的 輻射耗散，根據(jù)斯蒂芬一波爾茲曼定律，通過單位高度表面向外輻射的熱量q = q k ， q = 4 勰開4 d ( 2 8 ) 式中，p 為熱發(fā)散率，一為斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù)，t 為體系( 晶體表面) 溫度，d 為晶 體直徑，則式( 2 5 ) 可改寫為 毛( 罷1 石芋+ 一字= 4 4 。 c 2 舯 ：警 掣 眨m 忙1 擴萬一高尹 坦j o ) 設警嘶掣旺變?yōu)?v ：要一墾 ( 2 1 1 ) 如潛熱項置比熔體的熱傳導項最大，即蜀愿條件成立，則 ， v 去 ( 2 1 2 ) 從式( 2 1 2 ) 可知晶體生長速度與生長晶體的直徑成反比【2 】。 在實際生產(chǎn)中，常用改變拉速來控制晶體直徑。 2 1 2 單晶硅的晶體缺陷 晶體中偏離理想空間點陣的區(qū)域或結構，通常稱為晶體的缺陷。晶體中的缺陷通常 分為點缺陷、線缺陷、面缺陷和體缺陷。 ( 1 ) 點缺陷 點缺陷是尺寸最小的一種晶體缺陷，其大小與原子尺寸相當。點缺陷的基本類型是 點陣空位、填隙原子和雜質原子。 ( 2 ) 線缺陷 線缺陷主要是指位錯，通常以位錯密度來衡量晶體的完整性。為了獲得優(yōu)質晶體， 人們總是想辦法把位錯減至最少，即生長無位錯的單晶體。位錯在某些情況下也可能是 有益的，這時就要想辦法在晶體生長過程中引入一定數(shù)量的可控位錯。 7 西安科技大學碩士學位論文 晶體生長過程中，位錯形成的主要因素有如下幾個方面： 籽晶中原有位錯向晶體延伸，如“遺傳位錯”。如果籽晶中位錯的方向指向生長 界面，那它就將延伸到新生長的晶體中。 由熱應力引起的切應變也是引起位錯的一個重要原因。 晶體中的雜質或某種組分出現(xiàn)不均與偏析時，局部的點陣常數(shù)與基質的點陣常數(shù) 不同，為了緩和有這種差異的積累所形成的應力，晶體中可能誘發(fā)出新的位錯。 生長界面不穩(wěn)定會導致枝蔓生長、組分過冷和溶質包裹體，產(chǎn)生應變位錯。 晶體中的空位，在位錯應力場作用下會向位錯線靠攏并沉積于位錯線上，這可能 導致位錯的運動，攀移和擴展位錯增加。這樣產(chǎn)生的位錯，其密度隨空位的增加而增加， 同時也將隨晶體直徑和降溫速率的增加而增加。 上述幾種位錯形成的機制，有時可能對晶體中位錯的形成同時起作用，一個晶體的 所有位錯，很難說是由某種單一的原因形成的。選擇適當?shù)淖丫Ш蜕L方向，或采用“縮 頸”技術，凸界面生長等方法，可以從有錯位的籽晶中生長出無位錯的晶體來。 ( 3 ) 面缺陷 面缺陷為一個或幾個原子間距，但在廣度上具備宏觀尺寸 ( 4 ) 體缺陷 體缺陷即三維缺陷，包括包裹體和晶體的開裂。 包裹體 包裹體是晶體中某些與基質中不同的物相所占據(jù)的區(qū)域。它是晶體生長中常見的缺 陷之一，對晶體質量影響也比較大。 晶體的開裂 在晶體生長過程中或在晶體的退火、加工過程中，開裂現(xiàn)象是經(jīng)常遇到的。晶體開 裂是由于晶體內(nèi)部應力產(chǎn)生的應變超出了范性形變范圍，而且局部超出了屈服點而造成 的。晶體往往沿交接面開裂。 生長速率太快以及過大的溫度梯度是造成晶體開裂的重要原因。所以提拉過程中必 須將拉速控制在一定范圍之內(nèi) 晶體中缺陷的種類、數(shù)量是鑒別晶體質量的重要標志。晶體的缺陷通常能夠吸收、 反射或散射晶體內(nèi)部產(chǎn)生的或是由外部輸入的磁、光、聲和電能量，從而影響晶體的性 能。缺陷的性質、分布狀態(tài)以及缺陷之間的相互作用，造成了晶體宏觀性能的差別嘲。 從本節(jié)的論述中我們可以看出，晶體的生長速度既影響到晶體的直徑，又影響