Czochralski metodoa

Ostiakristalezko hagaxketatik zatitzen dira, material intrintseko polikristalino eta dopatu gabeko puruetatik ekoizten direnak. Urtze eta birkristalizazioaren bidez material polikristalinoa kristal bakarrean eraldatzeko prozesua kristalen hazkundea bezala ezagutzen da. Gaur egun, prozesu honetarako bi metodo nagusi erabiltzen dira: Czochralski metodoa eta zona urtze metodoa. Horien artean, Czochralski metodoa (askotan CZ metodoa izenez aipatzen dena) da urtuetatik kristal bakarrak hazteko esanguratsuena. Izan ere, kristal bakarreko silizioaren % 85 baino gehiago Czochralski metodoa erabiliz ekoizten da.

Czochralski metodoak purutasun handiko silizio polikristalinoaren materialak berotu eta urtzea dakar egoera likido batean huts handipean edo gas geldoen atmosferan, eta ondoren birkristalizazioa egiten da silizio kristal bakarrekoa sortzeko. Prozesu honetarako beharrezkoak diren ekipamenduak Czochralski kristal bakarreko labea barne hartzen ditu, labearen gorputz batek, transmisio mekanikoko sistema batek, tenperatura kontrolatzeko sistemak eta gasak garraiatzeko sistemak osatzen dutena. Labearen diseinuak tenperatura banaketa uniformea ​​eta beroaren xahutze eraginkorra bermatzen ditu. Transmisio mekanikoko sistemak arragoa eta hazi-kristalaren mugimendua kudeatzen du, eta berokuntza-sistemak, berriz, polisilizioa urtzen du maiztasun handiko bobina edo erresistentzia-berogailu bat erabiliz. Gasa garraiatzeko sistema hutsa sortzeaz eta ganbera gas geldoz betetzeaz arduratzen da silizio-disoluzioaren oxidazioa saihesteko, beharrezkoa den huts-maila 5 Torr-tik beherakoa eta gas geldoaren purutasuna gutxienez %99,9999koa izanik.

Kristalezko hagatxoaren purutasuna funtsezkoa da, sortzen den oblearen kalitatean nabarmen eragiten baitu. Hori dela eta, garbitasun handia mantentzea ezinbestekoa da kristal bakarren hazkuntzan.

Kristal-hazkundea silizio-kristal bakarreko silizioa erabiltzen da, kristal-orientazio espezifiko batekin, hasierako hazi-kristal gisa siliziozko lingoteak lantzeko. Lortutako siliziozko lingoteak hazi-kristalaren egitura-ezaugarriak (kristalaren orientazioa) "oinordetzan" hartuko ditu. Silizio urtuak haziaren kristalaren egitura zehatza jarraitzen duela ziurtatzeko eta pixkanaka kristal bakarreko silizio lingote handi batean zabaltzen dela ziurtatzeko, silizio urtuaren eta kristal bakarreko silizioaren haziaren kristalen arteko kontaktu-interfazeko baldintzak zorrotz kontrolatu behar dira. Prozesu hau Czochralski (CZ) kristal bakarreko hazteko labe batek errazten du.

CZ metodoaren bidez kristal bakarreko silizioa hazteko urrats nagusiak hauek dira:

Prestaketa fasea:

1. Hasi purutasun handiko silizio polikristalinoarekin, gero birrindu eta garbitu azido fluorhidriko eta azido nitriko disoluzio mistoa erabiliz.

2. Leundu hazi-kristala, bere orientazioa kristal bakarreko silizioaren nahi den hazkuntza-norabidearekin bat datorrela eta akatsik gabe dagoela ziurtatuz. Akatsak hazten ari den kristalak "heredentziatuko ditu".

3. Hautatu arragoa gehitu beharreko ezpurutasunak hazten den kristalaren eroankortasun-mota kontrolatzeko (N motakoa edo P motakoa).

4. Garbitu garbitutako material guztiak garbitasun handiko ur deionizatuarekin neutrora arte, eta gero lehortu.

Labea kargatzea:

1. Jarri polisilizio xehatua kuartzozko arrago batean, bermatu hazi-kristala, estali, labea hustu eta gas geldoz bete.

Berotzea eta urtzea Polisilicioa:

1. Gas geldoz bete ondoren, berotu eta urtu polisilizioa arragoan, normalean 1420 °C inguruko tenperaturan.

Hazkunde fasea:

1. Etapa honi "haintzea" esaten zaio. Jaitsi tenperatura 1420 °C-tik behera, haziaren kristala likidoaren gainazaletik milimetro batzuetara kokatu dadin.

2. Aurrez berotu hazi-kristala 2-3 minutuz, urtutako silizioaren eta hazi-kristalaren arteko oreka termikoa lortzeko.

3. Aurrez berotu ondoren, jarri haziaren kristala silizio urtutako gainazalarekin kontaktuan, ereiteko prozesua amaitzeko.

Lepoko etapa:

1. Ereiteko urratsa jarraituz, pixkanaka igo tenperatura hazi-kristala biratzen hasten den bitartean eta poliki-poliki gorantz tiratzen den bitartean, 0,5 eta 0,7 cm inguruko diametroa duen kristal bakar txiki bat osatuz, hasierako hazi-kristala baino txikiagoa.

2. Lepoko fase honetan helburu nagusia hazi-kristalean dauden akatsak ezabatzea da, baita ereite-prozesuan tenperatura-gorabeheretatik sor daitezkeen akats berriak ezabatzea. Etapa honetan tiraka-abiadura nahiko azkarra den arren, muga egokietan mantendu behar da gehiegizko funtzionamendua saihesteko.

Sorbalda fasea:

1. Lepoa amaitu ondoren, txikitu tiraketa-abiadura eta murriztu tenperatura kristalak behar den diametroa pixkanaka lor dezan.

2. Sorbalda prozesu honetan tenperatura eta tiraka abiadura arretaz kontrolatzea ezinbestekoa da kristalen hazkuntza uniformea ​​eta egonkorra bermatzeko.

Diametro berdineko hazkuntza-etapa:

1. Sorbalda-prozesua amaitzear dagoen heinean, poliki-poliki handitu eta egonkortu tenperatura diametroaren hazkunde uniformea ​​bermatzeko.

2. Etapa honek tiraka abiaduraren eta tenperaturaren kontrol zorrotza behar du kristal bakarreko uniformetasuna eta koherentzia bermatzeko.

Amaierako etapa:

1. Kristal bakarreko hazkundea amaitzen den heinean, igo tenperatura neurriz eta bizkortu tiraka-tasa pixkanaka kristalezko hagatxoaren diametroa puntu batean murrizteko.

2. Tapering honek kristalezko hagatxoa urtutako egoeratik irtetean bat-bateko tenperatura jaitsieran sor litezkeen akatsak saihesten laguntzen du, eta horrela kristalaren kalitate handia bermatzen du.

Kristal bakarreko zuzeneko tiraketa amaitu ondoren, oblearen lehengai kristalezko hagatxoa lortzen da. Kristalezko hagatxoa moztuz, oblea originalena lortzen da. Hala ere, ostia ezin da zuzenean erabili momentu honetan. Erabilgarriak diren obleak lortzeko, ondorengo eragiketa konplexu batzuk behar dira, hala nola leunketa, garbiketa, film meheen deposizioa, errekostea, etab.

Semicorex-ek kalitate handikoa eskaintzen duobleak erdieroaleak. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com