Silizio monokristalinoaren fabrikazioa

Silizio monokristalinoaEskala handiko zirkuitu integratuak, txipak eta eguzki-zelulak ekoizteko oinarrizko materiala da. Gailu erdieroaleen oinarri tradizionala denez, silizioan oinarritutako txipak elektronika modernoaren oinarri izaten jarraitzen dute. ren hazkundeasilizio monokristalinoa, bereziki urtutako egoeratik, funtsezkoa da elektronika eta fotovoltaikoa bezalako industrien eskakizun zorrotzak betetzen dituzten kalitate handiko eta akatsik gabeko kristalak bermatzeko. Hainbat teknika erabiltzen dira kristal bakarreko egoera urtu batetik hazteko, bakoitzak bere abantaila eta aplikazio zehatzekin. Silizio monokristalinoaren fabrikazioan erabiltzen diren hiru metodo nagusiak Czochralski (CZ) metodoa, Kyropoulos metodoa eta Float Zone (FZ) metodoa dira.

1. Czochralski metodoa (CZ)

Czochralski metodoa hazteko prozesurik erabilienetako bat dasilizio monokristalinoaegoera urtu batetik. Metodo honek siliziozko urtzetik hazi-kristal bat biratu eta tiratzen du tenperatura kontrolatutako baldintzetan. Hazi-kristala pixkanaka altxatzen den heinean, silizio-atomoak ateratzen ditu urtzetik, eta hazi-kristalaren orientazioarekin bat datorren egitura kristalino bakar batean antolatzen dira.

Czochralski metodoaren abantailak:

Kalitate handiko kristalak: Czochralski metodoak kalitate handiko kristalak azkar hazteko aukera ematen du. Prozesua etengabe kontrolatu daiteke, denbora errealeko doikuntzak ahalbidetuz, kristalen hazkunde optimoa bermatzeko.

Esfortzu baxua eta akats minimoak: Hazkuntza prozesuan, kristala ez da zuzeneko kontaktuan jartzen arragoarekin, barneko tentsioa murriztuz eta nahi gabeko nukleazioa saihestuz arragoaren hormetan.

Akatsen dentsitatea erregulagarria: hazkuntza-parametroak finkatuz, kristalaren dislokazio-dentsitatea minimizatu daiteke, kristal oso osoak eta uniformeak lortuz.

Czochralski metodoaren oinarrizko forma aldatu egin da denboran zehar zenbait mugari aurre egiteko, bereziki kristalen tamainari dagokionez. CZ metodo tradizionalak, oro har, 51 eta 76 mm inguruko diametroa duten kristalak ekoizteko mugatzen dira. Muga hori gainditzeko eta kristal handiagoak hazteko, hainbat teknika aurreratu garatu dira, hala nola, Liquid Encapsulated Czochralski (LEC) metodoa eta Guided Mold metodoa.

Liquid Encapsulated Czochralski (LEC) Metodoa: Eraldatutako teknika hau III-V konposatu lurrunkorren kristal erdieroaleak hazteko garatu zen. Kapsulatze likidoak hazkuntza-prozesuan zehar elementu lurrunkorrak kontrolatzen laguntzen du, kalitate handiko kristal konposatuak ahalbidetuz.

Moldearen metodo gidatua: teknika honek hainbat abantaila eskaintzen ditu, besteak beste, hazkunde-abiadura azkarragoak eta kristalen dimentsioen kontrol zehatza. Energia-eraginkorra da, errentagarria da eta egitura monokristalino handiak eta konplexuak sortzeko gai da.

2. Kyropoulos metodoa

Kyropoulos metodoa, Czochralski metodoaren antzekoa, hazteko beste teknika bat dasilizio monokristalinoa. Hala ere, Kyropoulos metodoa tenperaturaren kontrol zehatzean oinarritzen da kristalen hazkundea lortzeko. Prozesua urtzean hazi-kristal bat eratzen hasten da, eta tenperatura pixkanaka jaisten da, kristala hazten utziz.

Kyropoulos metodoaren abantailak:

Kristal handiagoak: Kyropoulos metodoaren onura nagusietako bat siliziozko kristal monokristalino handiagoak ekoizteko gaitasuna da. Metodo honek 100 mm-tik gorako diametroa duten kristalak haz ditzake, kristal handiak behar dituzten aplikazioetarako hobetsitako aukera bihurtuz.

Hazkunde azkarragoa: Kyropoulos metodoa kristalen hazkunde abiadura nahiko azkarragatik ezaguna da beste metodo batzuekin alderatuta.

Estres baxua eta akatsak: hazkuntza-prozesuak barne-tentsio txikia eta akats gutxiago ditu, kalitate handiko kristalak sortzen direlarik.

Norabidezko Kristalen Hazkundea: Kyropoulos metodoak norabide lerrokaturiko kristalen hazkuntza kontrolatua ahalbidetzen du, eta hori onuragarria da zenbait aplikazio elektronikotarako.

Kyropoulos metodoa erabiliz kalitate handiko kristalak lortzeko, bi parametro kritiko kontu handiz kudeatu behar dira: tenperatura-gradientea eta kristalen hazkuntza-orientazioa. Parametro horien kontrola egokiak akatsik gabeko silizio kristal monokristalino handien eraketa bermatzen du.

3. Float Zone (FZ) Metodoa

Float Zone (FZ) metodoak, Czochralski eta Kyropoulos metodoak ez bezala, ez du arrago batean oinarritzen silizio urtua edukitzeko. Horren ordez, metodo honek zona urtzeko eta bereizteko printzipioa erabiltzen du silizioa arazteko eta kristalak hazteko. Prozesuan siliziozko hagatxo bat hagaxkan zehar mugitzen den berotze-eremu lokalizatu batean jasaten da, eta silizioa urtu eta, ondoren, kristalinoan berriro solidifikatzen da, zona aurrera egin ahala. Teknika hau horizontalki edo bertikalki egin daiteke, konfigurazio bertikala ohikoagoa izanik eta zona flotantearen metodoa deitzen zaio.

FZ metodoa, jatorriz, solutuak bereizteko printzipioa erabiliz materialak arazteko garatu zen. Metodo honek silizio ultrapurua ekoitzi dezake ezpurutasun maila oso baxuekin, eta aproposa da purutasun handiko materialak ezinbestekoak diren erdieroaleen aplikazioetarako.

Float Zone metodoaren abantailak:

Garbitasun handia: silizio urtua arrago batekin kontaktuan ez dagoenez, Float Zone metodoak kutsadura nabarmen murrizten du, eta silizio kristal ultrapuruak sortzen ditu.

Arragoa ukitu gabe: arragoa batekin kontaktu ezak esan nahi du kristala edukiontziaren materialak sartutako ezpurutasunik gabe dagoela, eta hori bereziki garrantzitsua da purutasun handiko aplikazioetarako.

Norabidezko Solidifikazioa: Float Zone metodoak solidotze prozesuaren kontrol zehatza ahalbidetzen du, kalitate handiko kristalen eraketa bermatuz akats minimoekin.

Ondorioa

Silizio monokristalinoafabrikazioa ezinbesteko prozesu bat da erdieroaleen eta eguzki-zelulen industrietan erabiltzen diren kalitate handiko materialak ekoizteko. Czochralski, Kyropoulos eta Float Zone metodoek abantaila bereziak eskaintzen dituzte aplikazioaren eskakizun espezifikoen arabera, hala nola kristalaren tamaina, purutasuna eta hazkunde-abiadura. Teknologiak aurrera egiten jarraitzen duen heinean, kristalen hazkuntzako teknika horien hobekuntzak silizioan oinarritutako gailuen errendimendua areagotuko du goi-teknologiako hainbat esparrutan.

---

Semicorex-ek kalitate handikoa eskaintzen dugrafito zatiakkristalen hazkuntza prozesurako. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com