Marangonikonvektion: Ihre Auswirkung auf die Schmelze und den Kristall bei der Züchtung von Si, Ge und GeSi mit freien Schmelzzonen

Bei der Züchtung von massiven Halbleiterkristallen werden durch zeitabhängige Konvektionsströmungen in der Schmelze unerwünschte Dotierstoffschwankungen sogenannte Striations im Kristall hervorgerufen. Bei den meisten Züchtungstechniken werden diese Strömungen durch eine Überlagerung verschiedener Konvektionsmechanismen angetrieben. Die Floating-Zone-Züchtung von Silicium im Spiegelofen ermöglicht es, die Konvektionsmechanismen zu trennen und damit die durch Oberflächenspannungsgradienten angetriebene Marangonikonvektion separiert zu untersuchen. <br>In dieser Arbeit wurden während Silicium Floating-Zone Experimenten unter terrestrischen- und Mikrogravitationsbedingungen sowohl Frequenzen und Amplituden von Temperaturschwankungen in der Schmelze als auch Schwankungen der mikroskopischen Wachstumsgeschwindigkeit gemessen wodurch ein direkter Zusammenhang dieser Fluktuationen mit den Striations im Kristall aufgezeigt wurde. <br>Durch die Floating-Zone-Züchtung von Germanium-Silicium konnte ein deutlicher Einfluss von solutaler Marangonikonvektion auf die Kristallhomogenität aufgezeigt werden. In den gezüchteten Kristallen tritt eine Randstruktur auf, die in bisherigen FZ-gezüchteten Kristallen noch nicht beobachtet wurde und durch theoretische Abschätzungen auf solutale Marangonikonvektion zurückgeführt werden kann.

Author dc:creator

• Schweizer, Markus

Contributors dc:contributor

• Benz, Klaus-Werner

• FZ-Verfahren
• Striations
• Floating-zone growth
• convection

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