| 초록 |
초크랄스키법은 단결정을 성장시키는 가장 대표적인 방법 중의 하나다. 초크랄스키 성장 공정에서 용융물과 결정의 계면 근처에서의 온도 분포는 대류에 의해 큰 영향을 받는다. 대류의 영향을 줄이기 위해서는 도가니와 결정은 반대방향으로 회전을 시키게 된다. 본 연구에서는 초크랄스키 성장 공정에서 결정과 도가니의 회전률이 GaAs 용융물 내의 온도 및 속도 분포에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 도가니의 회전을 5, 10, 15 그리고 25rpm으로, 결정의 회전은 -5, -15 및 -25rpm으로 조정하여 GaAs 용융물 내의 유동장에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 결정의 회전을 -5rpm으로 고정시키고 도가니의 회전을 증가시키면 용융물 내의 온도구배는 전반적으로 감소하게 된다. 이는 도가니 회전의 영향으로 용융물 내의 유동이 원활해져 열 교환이 활발해지기 때문이라고 사료된다. 또한, 용융물 내의 속도벡터도 증가되었는데 특히, 계면에서의 변화가 가장 두드러졌다. 도가니의 회전을 10rpm으로 고정시키고 결정의 회전속도 변화율을 증가시키면 용융물 내의 열 교환이 잘 이뤄지지 않은 것으로 나타났다. 또한, 용융물과 결정 계면에서의 속도벡터 방향은 결정의 회전을 고정시켰을 때의 결과와 반대로 나타난 것을 확인할 수 있었다. 이는 도가니 회전은 용융물 내의 유동패턴에 영향을 주지만 결정의 회전은 많은 영향을 미치지 못하는 것으로 볼 수 있다. |
