Numerische Simulation zeitabhängiger Wachstumsprozesse bei der Kristallzüchtung aus metallischen Lösungen

Bei der Halbleiterkristallzüchtung aus metallischen Lösungen spielt der <br>Materialtransport in der flüssigen Phase eine wichtige Rolle für die Qualität <br>der gezüchteten Kristalle. Insbesondere können sich durch zeitabhängige <br>Konvektion hervorgerufene Effekte negativ auf die Kristallhomogenität auswirken. <br> <br>Zur Untersuchung dieser Effekte wird ein Modell zur numerischen Berechnung <br>der Transportvorgänge bei der Lösungszonenzüchtung erstellt. Dieses Modell <br>erlaubt es, Aussagen über die auftretende Wachstumsrate des Kristalls und über <br>seine Zusammensetzung zu treffen. Anhand von Parameterstudien werden kritische <br>Frequenzen für das Konzentrations- und Geschwindigkeitsfeld bestimmt, mit deren <br>Hilfe zukünftige Experimente geplant werden können. <br> <br>Die Überprüfung des Berechnungsmodells erfolgt durch die Simulation eines <br>Mikrogravitationsexperiments, bei dem der Verbindungshalbleiter InP aus einer <br>Indium-Lösungszone gezüchtet wurde. Die im gezüchteten Kristall sichtbaren <br>periodischen Wachstumsratenschwankungen lassen sich mit der Simulation auf <br>eine periodische Änderung der Restgravitation durch den tidalen Effekt <br>zurückführen. Diese bewirkt eine zeitlich variiernede Konvektionsströmung, <br>die den Materialtransport in der Lösungszone, trotz der geringen <br>Strömungsgeschwindigkeit von ca. 4 µm/s, entscheidend beeinflußt.

Author dc:creator

• Boschert, Stefan Hermann

• THM-Verfahren
• g-jitter

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