Prozesskontrolle bei der Züchtung von Siliziumkarbid-Einkristallen aus der Gasphase:
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Aachen
Shaker
2001
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0.
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
1.1
MOTIVATION
1
1.2
GLIEDERUNG
DER
ARBEIT
2
2.
HERSTELLUNGSVERFAHREN,
EIGENSCHAFTEN
UND
STRUKTUR
VON
SILIZIUMKARBID
2.1
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
5
2.2
ZUECHTUNGSAUFBAUTEN
8
2.2.1
ACHESON-PROZESS
8
2.2.2
LELY-VERFAHREN
8
2.2.3
TAIROV-ZIEGLER-VERFAHREN
9
2.2.4
LOESUNGSZUECHTUNG
10
2.2.5
IN-SITU
ROENTGENSTRUKTURANALYSE
10
2.2.6
HOCHTEMPERATUR-CVD
11
2.3
PHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN
VON
SILIZIUMKARBID
12
2.4
DEFEKTE
IN
SIC
13
2.5
KRISTALLMODIFIKATION
16
2.5.1
POLYTYPENSTRUKTUR
16
2.5.2
6H/4H-WACHSTUM
17
2.5.3
15R-ZUECHTUNG
17
2.6
DOTIERUNG
18
2.7
DURCHMESSERERWEITERUNG
19
3.
NUMERISCHE
BERECHNUNGEN
3.1
EINLEITUNG
21
3.2
ZWEIDIMENSIONALE
WAERMETRANSPORTSIMULATION
21
3.2.1
VORBEMERKUNGEN
21
3.2.2
MODELL
21
3.2.3
VERGLEICH
VON
EXPERIMENT
UND
SIMULATION
23
3.2.4
FAZIT
31
3.3
ZWEIDIMENSIONALE
MASSETRANSPORTSIMULATION
32
3.3.1
VORBEMERKUNGEN
32
3.3.2
MODELL
32
3.3.3
VERGLEICH
VON
EXPERIMENT
UND
SIMULATION
34
3.3.4
FAZIT
35
4.
ANALYSE
DES
STOFFTRANSPORTES
UND
DER
KRISTALL-WACHSTUMSMECHANISMEN
WAEHREND
DEM
PVT-PROZESS
4.1
EINLEITUNG
37
4.1.1
MOTIVATION
37
4.1.2
PVT-ZUECHTUNGSAUFBAU
37
4.1.3
PVT-PROZESSFIIHRUNG
39
4.2
MATERIALTRANSPORT
IM
PULVER
40
4.2.1
VORBEMERKUNGEN
40
4.2.2
DAS
IN-SITU
ROENTGENABBILDUNGSVERFAHREN
41
4.2.3
ZEITLICHE
ENTWICKLUNG
DER
PULVERMORPHOLOGIE
42
4.2.4
INTERPRETATION
DER
PULVERENTWICKLUNG
DURCH
DAS
THERMISCHE
FELD
44
4.2.5
EINSATZ
VON
MAKROSKOPISCHEN
SIC-STUECKEN
ALS
QUELLENMATERIAL
48
4.2.6
FAZIT
49
4.3
MATERIALTRANSPORT
VON
DER
PULVER
ZUR
KRISTALLOBERFLAECHE
50
4.3.1
VORBEMERKUNGEN
50
4.3.2
EINDIMENSIONALES
ANALYTISCHES
DAMPFDRUCKDIFFERENZ-MODELL
51
4.3.3
VERIFIKATION
DER
FORMEL
54
4.3.4
PROZESS
MIT
KONSTANTER
WACHSTUMSRATE
65
4.3.5
FAZIT
65
4.4
EINFLUSS
DER
PROZESSPARAMETER
AUF
DIE
KRISTALLMODIFIKATION
67
4.4.1
VORBEMERKUNGEN
67
4.4.2
CHARAKTERISIERUNG
68
4.4.3
VORBEDINGUNGEN
FUER
4H-WACHSTUM
68
4.4.4
MODIFIKATIONSINSTABILITAETEN
68
4.4.5
ABHAENGIGKEIT
DES
VOLLUMSCHLAGES
4H
NACH
6H
VOM
TEMPERATURFELD
82
4.4.6
ABHAENGIGKEIT
DES
VOLLUMSCHLAGES
4H
NACH
6H
VOM
DRUCK
83
4.4.7
FAZIT
85
4.5
EINFLUSS
DES
TEMPERATURFELDES
AUF
KRISTALLFORM
UND
-QUALITAET
87
4.5.1
VORBEMERKUNGEN
87
4.5.2
MIKRO
UND
MAKROROEHREN
87
4.5.3
MISSORIENTIERTE
BEREICHE
UND
SPALTE
95
4.5.4
FAZIT
99
4.6
STATUS
DER
PVT-ZUECHTUNG
100
5.
DAS
MODIFIZIERTE
PVT-VERFAHREN
5.1
EINLEITUNG
103
5.1.1
MOTIVATION
103
5.1.2
M-PVT-ZUECHTUNGSAUFBAU
103
5.1.3
M-PVT-PROZESSFUEHRUNG
104
5.2
MODIFIKATION
DES
PVT-AUFBAUS
105
5.2.1
VORBEMERKUNGEN
105
5.2.2
ANPASSUNG
DES
THERMISCHEN
FELDES
105
5.2.3
MIKROSKOPISCHE
EIGENSCHAFTEN
DER
M-PVT-KRISTALLE
109
5.2.4
SCHLUSSFOLGERUNG
113
5.3
ALUMINIUMDOTIERUNG
114
5.3.1
VORBEMERKUNGEN
114
5.3.2
ALUMINIUMZUGABE
UEBER
PULVER
114
5.3.3
KONZEPT:
ALUMINIUMZUGABE
UEBER
TRAEGERGAS
116
5.3.4
POSITIONIERUNG
DES
ALUMINIUMRESERVOIRS
117
5.3.5
HOMOGENITAET
DES
ALUMINIUMEINBAUS
MIT
TRAEGERGAS
117
5.3.6
SCHLUSSFOLGERUNG
125
5.4
FAZIT
UND
AUSBLICK:
MOEGLICHKEITEN
DES
M-PVT-VERFAHRENS
126
6.
ZUSAMMENFASSUNG
127
7.
LITERATUR
131
VEROEFFENTLICHUNGEN
DANKSAGUNG
LEBENSLAUF |
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