Метод Чохралског

Облатнесече се од кристалних шипки, које се производе од поликристалних и чистих недопираних интринзичних материјала. Процес трансформације поликристалног материјала у монокристале путем топљења и рекристализације познат је као раст кристала. Тренутно се за овај процес користе две главне методе: метода Чохралског и метода зонског топљења. Међу њима, метода Чохралског (која се често назива и ЦЗ метода) је најзначајнија за узгој монокристала из растопа. У ствари, преко 85% монокристалног силицијума се производи методом Чохралског.

Метод Чохралског укључује загревање и топљење поликристалних силицијумских материјала високе чистоће у течно стање под високим вакуумом или атмосфером инертног гаса, након чега следи рекристализација да би се формирао монокристални силицијум. Опрема неопходна за овај процес укључује пећ од монокристала Чохралског, која се састоји од тела пећи, механичког преносног система, система за контролу температуре и система за пренос гаса. Дизајн пећи обезбеђује равномерну дистрибуцију температуре и ефикасно одвођење топлоте. Механички преносни систем управља кретањем лончића и кристала за семе, док систем грејања топи полисилицијум користећи или високофреквентни калем или отпорни грејач. Систем за пренос гаса је одговоран за стварање вакуума и пуњење коморе инертним гасом како би се спречила оксидација раствора силицијума, са потребним нивоом вакуума испод 5 Торр и чистоћом инертног гаса од најмање 99,9999%.

Чистоћа кристалног штапа је критична, јер значајно утиче на квалитет резултујуће плочице. Због тога је одржавање високе чистоће током раста појединачних кристала од суштинског значаја.

Раст кристала укључује коришћење монокристалног силицијума са специфичном оријентацијом кристала као почетног кристала за узгој силицијумских ингота. Добијени силицијумски ингот ће "наследити" структурне карактеристике (кристалну оријентацију) кристала за семе. Да би се осигурало да растопљени силицијум тачно прати кристалну структуру кристала семена и да се постепено шири у велики монокристални силицијумски ингот, услови на контактној површини између растопљеног силицијума и монокристалних силицијумских семенских кристала морају бити строго контролисани. Овај процес је олакшан помоћу пећи за раст монокристала Чохралског (ЦЗ).

Главни кораци у узгоју монокристалног силицијума ЦЗ методом су следећи:

Припремна фаза:

1. Почните са поликристалним силицијумом високе чистоће, а затим га здробите и очистите помоћу мешаног раствора флуороводоничне киселине и азотне киселине.

2. Исполирајте семенски кристал, осигуравајући да његова оријентација одговара жељеном правцу раста монокристалног силицијума и да нема недостатака. Све несавршености ће "наследити" растући кристал.

3. Изаберите нечистоће које ће се додати у лончић да бисте контролисали тип проводљивости растућег кристала (било Н-тип или П-тип).

4. Исперите све очишћене материјале дејонизованом водом високе чистоће док не буду неутрални, а затим их осушите.

Пуњење пећи:

1. Ставите здробљени полисилицијум у кварцни лончић, причврстите семенски кристал, покријте га, евакуишите пећ и напуните је инертним гасом.

Грејање и топљење полисилицијума:

1. Након пуњења инертним гасом, загрејте и истопите полисилицијум у лончићу, обично на температури од око 1420°Ц.

Фаза раста:

1. Ова фаза се назива "сејање". Смањите температуру на нешто испод 1420°Ц тако да се семенски кристал постави неколико милиметара изнад површине течности.

2. Претходно загревајте семенски кристал око 2-3 минута да бисте постигли термичку равнотежу између растопљеног силицијума и кристала за семе.

3. Након претходног загревања, доведите кристал за семе у контакт са површином растопљеног силицијума да бисте довршили процес засијавања.

Фаза врата:

1. Након корака засијавања, постепено повећавајте температуру док семенски кристал почиње да се ротира и полако се повлачи нагоре, формирајући мали монокристал пречника од око 0,5 до 0,7 цм, мањи од почетног кристала семена.

2. Примарни циљ током ове фазе грлића је да се елиминишу сви дефекти присутни у кристалу семена, као и сви нови дефекти који могу настати услед температурних флуктуација током процеса засијавања. Иако је брзина повлачења релативно велика током ове фазе, мора се одржавати у одговарајућим границама како би се избегао пребрз рад.

Рамена фаза:

1. Након што је врат завршен, смањите брзину повлачења и смањите температуру како бисте омогућили кристалу да постепено постигне потребни пречник.

2. Пажљива контрола температуре и брзине повлачења током овог процеса рамена је неопходна да би се обезбедио равномеран и стабилан раст кристала.

Фаза раста једнаког пречника:

1. Како се процес спајања ближи крају, полако повећавајте и стабилизујте температуру да бисте обезбедили уједначен раст пречника.

2. Ова фаза захтева строгу контролу брзине повлачења и температуре да би се гарантовала униформност и конзистентност монокристала.

Завршна фаза:

1. Како се раст једног кристала приближава завршетку, умерено подигните температуру и убрзајте брзину повлачења да бисте постепено смањили пречник кристалне шипке у тачку.

2. Ово сужавање помаже у спречавању дефеката који могу настати услед наглог пада температуре када кристална шипка изађе из растопљеног стања, чиме се обезбеђује укупан висок квалитет кристала.

Након што се заврши директно извлачење монокристала, добија се кристална шипка сировог материјала облатне. Сечењем кристалне шипке добија се најоригиналнија обланда. Међутим, облата се у овом тренутку не може директно користити. Да би се добиле употребљиве плочице, потребне су неке сложене накнадне операције као што су полирање, чишћење, таложење танког филма, жарење, итд.

Семицорек нуди висок квалитетполупроводничке плочице. Ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не устручавајте се да нас контактирате.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом