一硅熔体的密度.pdfVIP

7一 硅熔体的密度、表面张力和粘度 黄 新 明 争．／2 中国科学院物理研究所．北京 100080 摘 要 对硅熔体的基本物理性质，密度、表面张力、粘度的必威体育精装版实验结果进行了综述 发现在硅 的熔点(约为 1415C)以上 15--2012的温区内存在明显的异常变化现象．这些必威体育精装版实验结果-~xz,t去的文献 报道值相差甚远．如：密度大2—3％，表面张力小20--30％，粘度大40％ 在熔点附近，熔体的密度和表 面张力是杂质的敏感量．硅熔点附近物理性质的这些异常变化．认为是 由于硅g／,子结构状态l的变化而 引 起的 关键词 ． !堡笪堕主·堡．堕· 区烁 Abstract A ev1ew spresentedofrecentexperiraemalresultsaboutthephysicalpropertiesof siliconmeltsuchasdenmty，surfacetensoinandviscosity．Itisfoundthatthereisanobviousanoill~Iy ofthephysicalpropertiesatatemperatureofabout15— 2O℃ abovethemeltingpointofsilicon The resuhsalsoshow thatthesefeaturesdiffergreatlyfrom thosereportedinthepastliterature．Thedensi— tyandsurfacetensionam impuritysensitivenearthemeltingpoint．Theseanomalousphysicalproper— ties0{silimnmeltsem toresultfrom the structuralvariation。fthemelt Keywords Sd!mnmelt，density，surfacetension，visec~ity 性质开始 此外，一般认为，未来的晶体生长， 1 引言 将是在计算机对熔体 内流动情况的模拟解析 (如对能量、质量的输运有正确认识)的基础上 作为半导体产业支柱的硅单晶正得到越来 进行的 在对熔体流动状态的计算机模拟过程 越多的应用．现在 全世界每个月需要硅单晶 中，精确的物性数据如密度、粘度、表面张力等 片数约为 1000万枚 (主要是6in的单晶片，但 又是必不可少的．如果密度 的温度系数不 明 有向太 口径化发展的趋势)，这是其他任何晶体 确，就无法准确地推断出熔体 内的热对流；粘度 所不能比拟的． 系数是熔体运动时遇到阻力的一个标志，在预 自50年代初 区熔 法 (FZ)_1J和提 拉法 测熔体流动时的流速分布时是不可缺少的；在 (cz) 生长硅单晶技术被报道 以来，特别是 自 分析熔体表面流动情况时，必须了解表面张力 60年代起，硅单晶的生长技术有了长足的发 的温度系数及其对杂质的依赖性． 展，到现在 已能生长出直径 15em 上的单晶． 熔体的物理性质是对凝固过程认识所不可 即使如此，在具有金刚石结构的单元素硅单晶 缺欠的．与气相生长单晶相 比，熔体的凝固和 体中，还存在包括生长过程中工艺改进的本质 结晶机制尚未有完