siliciu monocristalin
La începutul procesului de creștere a cristalului singur, o parte din cristalul de însămânțare este topit pentru a se îndepărta în regiunile cu o densitate mai mare și defecte mecanice stres. Apoi, există o treptată trăgând de cristal unic din topitură.
Pentru siliciu monocristalelor prin metoda Czochralski a fost dezvoltat și utilizat pe scară largă de înaltă performanță echipamente automate oferind pregătire reproductibilă-dislocare liber cristale unice de diametru 200 la 300mm. Odată cu creșterea sarcinii, iar diametrul cristalelor pentru costul lor de preparare este redus. Cu toate acestea, în topiturile de masă mare (60-120 kg) este complicată de natura curenților convectivi care creează dificultăți suplimentare pentru a furniza proprietățile materiale necesare. Mai mult, când mase mari de reducere a costurilor topit devine neglijabil datorită costului ridicat al creuzetului cuarț și reducerea ratei de creștere a cristalului datorită îndepărtării dificultății de căldură latentă de cristalizare. În acest sens, pentru a îmbunătăți în continuare performanța procesului și pentru a reduce volumul de topitură, din care creșterea cristalelor, dezvoltarea intensivă Amenajarea cultivarea semicontinuă. In astfel de instalații se face siliciu mai continuă sau periodică încărcate în creuzet utilizat, es răcire cuptor, de exemplu prin alimentarea fazei lichide topit dintr-un alt creuzet, care, la rândul lor, de asemenea, alimentate periodic sau continuu, în fază solidă. Această îmbunătățire permite metoda Czochralski pentru a reduce costul de cristale cultivate cu zeci de procente. În plus, cultivarea topește un volum mic și constant poate fi realizată. Acest lucru facilitează ajustarea și optimizarea fluxurilor convective în topitură și elimină eterogenitatea de translație a segregării cristalină a unei modificări a volumului de topitură în timpul creșterii sale.
Pentru monocristale Nsau tip p cu rezistivitatea necesară realizată de dopaj corespunzătoare polisiliciu prime sau topi. Contaminant-zhaemy polisiliciu bare sparte, plăci, fierul vechi introduse în elementele corespunzătoare (P, B, As, Sb, etc.) sau aliaje ale acestora cu siliciu, ceea ce crește precizia dopare.
Eliminat din lungimea lingou de siliciu a plantelor de 3 metri. câteva zecimi de milimetru pentru a primi din aceasta o orientare predeterminată și o grosime a plachetei de siliciu produc următoarele operații.
1. Prelucrarea lingoului. - separarea semințelor și porțiunea cozii lingoului; - măcinarea suprafețele laterale la o grosime dorită; - măcinarea una sau mai multe felii de bază (pentru a facilita orientarea ulterioară în instalațiile de prelucrare și pentru determinarea orientării cristalografice); - ferăstraie diamant tăiere un lingou în plăci (100) - dreapta pe planul (111) - cu câteva grade de misorientation pe. 2. decapant. La SiC sau Al2O3 material abraziv îndepărtat înălțime mai mare de 10 microni deteriorat. Apoi, un amestec de fluorhidric, acid azotic și acid acetic, preparat într-un raport de 1: 4: 3, sau soluție de decapare alcalină de sodiu produs Si. 3. Slefuirea - obținerea de suprafață netedă specularly. Un amestec format dintr-o suspensie de polizare (soluție coloidală de particule SiO2 10 nm în mărime) cu apă.
În forma finală, siliciu este o grosime a plăcii de 0,5 - 0,65 mm, cu o suprafață netedă. De tip plăci cu orientare de suprafață și tipuri diferite de conductivitate.
Cea mai mare parte de siliciu singur cristal produsă prin metoda Czochralski este utilizată pentru producerea de circuite integrate; o mică porțiune (aproximativ 2%) este folosit pentru a face-clorhidrici elemente finite. Această metodă este optimă pentru producția de dispozitive care nu necesită valori mari de rezistivitate (până la 25 Ohm · cm) din cauza contaminării cu oxigen și alte impurități, din material creuzet.
Plutitor zona de topire (BZP)
Cultivarea cristalului de siliciu prin metoda zonei plutitoare (BZP) se realizează pe un singur turn inductor (tip „ochet“), un diametru interior mai mic decât diametrul cristalului și policristaline tija original. Toate sistemele moderne de zonă de topire folosesc o poziție staționară a inductor, și o tijă policristalin și monocristal dis-tuschy mutat. Rata de creștere a cristalului de BZP două ori mai mare prin metoda Czochralski, datorită gradienților de temperatură mai mari. Din cauza dificultăților tehnice crescute prin cristale BZP de siliciu (cu diametru redus la 150 mm), sub formă de cristale cu diametrul inferior obținute prin metoda Czochralski. Când zona plutitoare topirea doparea cristalul matur se realizează de obicei din faza gazoasă prin injecție în gazul purtător (argon) compuși dopanțiîor gaz. Astfel rezistivitatea cristalelor poate varia în limite largi, ajungând la 200 ohmi · cm. Când cristalele cresc singure în vid, pentru a da o impedanță foarte mare - până la 3 x 104 ohm-cm. Pentru a obține un astfel de material nu este utilizat tăiere sau degroșare tijă de siliciu policristalin, pentru a evita contaminarea. Donatorii reziduale, oxigen, carbon și metale grele sunt îndepărtate din tija de siliciu purificarea bandă quintuple în vid. Dezavantajele metodei se referă BZP eterogen distribuției rezistivitate radială (20-30%) din cristale, care pot fi reduse folosind transmutare dopare.
Silicon monocristale au fost obținute prin BZP constituie circa 10% din totalul produs de siliciu monocristalin și sunt, în principal pentru fabricarea de dispozitive pneumatice, în special tiristoare de mare putere.