Monokristal Silikon İstehsalı

Monokristal silikoniri miqyaslı inteqral sxemlərin, çiplərin və günəş elementlərinin istehsalında istifadə olunan əsas materialdır. Yarımkeçirici cihazlar üçün ənənəvi baza olaraq, silikon əsaslı çiplər müasir elektronikanın təməl daşı olaraq qalır. -nin böyüməsimonokristal silikon, xüsusilə ərimiş vəziyyətdə olan, elektronika və fotovoltaik kimi sənayelərin ciddi tələblərinə cavab verən yüksək keyfiyyətli, qüsursuz kristalların təmin edilməsi üçün çox vacibdir. Tək kristalları ərimiş vəziyyətdə yetişdirmək üçün bir neçə üsuldan istifadə olunur, hər birinin öz üstünlükləri və xüsusi tətbiqləri var. Monokristal silisium istehsalında istifadə olunan üç əsas üsul Czochralski (CZ) üsulu, Kyropoulos metodu və Float Zone (FZ) üsuludur.

1. Czochralski Metod (CZ)

Czochralski üsulu böyümək üçün ən çox istifadə edilən proseslərdən biridirmonokristal silikonərimiş vəziyyətdən. Bu üsul, nəzarət olunan temperatur şəraitində bir silisium əriməsindən toxum kristalının fırlanması və çıxarılmasını əhatə edir. Toxum kristalı tədricən qaldırıldıqca, ərimədən silisium atomlarını çəkir və onlar toxum kristalının oriyentasiyasına uyğun gələn tək kristal quruluşa çevrilir.

Czochralski Metodunun üstünlükləri:

Yüksək keyfiyyətli kristallar: Czochralski metodu yüksək keyfiyyətli kristalların sürətli böyüməsinə imkan verir. Optimal kristal böyüməsini təmin etmək üçün real vaxtda düzəlişlərə imkan verən proses davamlı olaraq izlənilə bilər.

Aşağı Gərginlik və Minimal Qüsurlar: Böyümə prosesi zamanı kristal tige ilə birbaşa təmasda olmur, daxili gərginliyi azaldır və tige divarlarında arzuolunmaz nüvələrin yaranmasının qarşısını alır.

Tənzimlənən Qüsur Sıxlığı: Böyümə parametrlərini dəqiq tənzimləməklə, kristalda dislokasiya sıxlığı minimuma endirilə bilər, nəticədə yüksək tam və vahid kristallar əldə edilir.

Czochralski metodunun əsas forması, xüsusilə kristal ölçüsü ilə bağlı müəyyən məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün zamanla dəyişdirildi. Ənənəvi CZ üsulları ümumiyyətlə diametri 51 ilə 76 mm arasında olan kristalların istehsalı ilə məhdudlaşır. Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq və daha böyük kristallar yetişdirmək üçün Maye Kapsüllü Czochralski (LEC) metodu və Güdümlü Kalıp metodu kimi bir neçə qabaqcıl texnika işlənib hazırlanmışdır.

Maye Kapsüllü Czochralski (LEC) Metod: Bu dəyişdirilmiş texnika uçucu III-V mürəkkəb yarımkeçirici kristallarını yetişdirmək üçün hazırlanmışdır. Maye inkapsulyasiya böyümə prosesi zamanı uçucu elementləri idarə etməyə kömək edir və yüksək keyfiyyətli mürəkkəb kristallara imkan verir.

Rəhbərləşdirilmiş qəlib metodu: Bu texnika daha sürətli böyümə sürəti və kristal ölçüləri üzərində dəqiq nəzarət də daxil olmaqla bir sıra üstünlüklər təklif edir. Enerji baxımından qənaətcildir, qənaətcildir və böyük, mürəkkəb formalı monokristal strukturlar istehsal etməyə qadirdir.

2. Kiropulos metodu

Kyropoulos üsulu, Czochralski metoduna bənzər, böyümək üçün başqa bir texnikadırmonokristal silikon. Bununla belə, Kyropoulos metodu kristal artımına nail olmaq üçün dəqiq temperatur nəzarətinə əsaslanır. Proses ərimədə toxum kristalının əmələ gəlməsi ilə başlayır və temperatur tədricən aşağı salınaraq kristalın böyüməsinə imkan verir.

Kiropulos metodunun üstünlükləri:

Daha böyük kristallar: Kyropoulos metodunun əsas üstünlüklərindən biri onun daha böyük monokristal silisium kristalları istehsal etmək qabiliyyətidir. Bu üsul diametri 100 mm-dən çox olan kristalları böyüdə bilər və bu, böyük kristallar tələb edən tətbiqlər üçün üstünlük təşkil edir.

Daha sürətli böyümə: Kyropoulos metodu digər üsullarla müqayisədə nisbətən sürətli kristal böyümə sürəti ilə tanınır.

Aşağı Stress və Qüsurlar: Böyümə prosesi aşağı daxili stress və daha az qüsurla xarakterizə olunur, nəticədə yüksək keyfiyyətli kristallar yaranır.

İstiqamətli Kristal Böyümə: Kyropoulos metodu müəyyən elektron tətbiqlər üçün faydalı olan istiqamətə uyğunlaşdırılmış kristalların idarə olunan böyüməsinə imkan verir.

Kyropoulos metodundan istifadə edərək yüksək keyfiyyətli kristallara nail olmaq üçün iki kritik parametr diqqətlə idarə edilməlidir: temperatur qradiyenti və kristal böyümə istiqaməti. Bu parametrlərə düzgün nəzarət qüsursuz, iri monokristal silisium kristallarının əmələ gəlməsini təmin edir.

3. Float Zone (FZ) Metod

Float Zone (FZ) metodu, Czochralski və Kyropoulos metodlarından fərqli olaraq, ərimiş silisiumu ehtiva etmək üçün bir tigeyə etibar etmir. Bunun əvəzinə, bu üsul silikonu təmizləmək və kristalları böyütmək üçün zona əriməsi və seqreqasiya prinsipindən istifadə edir. Proses silikon çubuqun çubuq boyunca hərəkət edən lokallaşdırılmış istilik zonasına məruz qalmasını əhatə edir, bu da silikonun əriməsinə və sonra zona irəlilədikcə kristal formada bərkiməsinə səbəb olur. Bu texnika ya üfüqi və ya şaquli şəkildə həyata keçirilə bilər, şaquli konfiqurasiya daha çox yayılmışdır və üzən zona metodu adlanır.

FZ metodu əvvəlcə məhlulun seqreqasiya prinsipindən istifadə edərək materialların təmizlənməsi üçün hazırlanmışdır. Bu üsul son dərəcə aşağı çirklilik səviyyələrinə malik ultra təmiz silikon istehsal edə bilər ki, bu da onu yüksək təmizlik materiallarının vacib olduğu yarımkeçirici tətbiqlər üçün ideal edir.

Float Zone Metodunun üstünlükləri:

Yüksək Saflıq: Silikon əriməsi pota ilə təmasda olmadığı üçün Float Zone metodu çirklənməni əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və nəticədə ultra təmiz silikon kristalları yaranır.

Tita ilə təmasın olmaması: Kristalın konteyner materialı tərəfindən daxil edilən çirklərdən təmizləndiyini bildirir və bu, yüksək təmizlik tətbiqləri üçün xüsusilə vacibdir.

İstiqamətli bərkimə: Float Zone metodu qatılaşma prosesinə dəqiq nəzarət etməyə imkan verir, minimal qüsurlarla yüksək keyfiyyətli kristalların əmələ gəlməsini təmin edir.

Nəticə

Monokristal silikonistehsal yarımkeçirici və günəş batareyası sənayesində istifadə olunan yüksək keyfiyyətli materialların istehsalı üçün mühüm prosesdir. Czochralski, Kyropoulos və Float Zone üsullarının hər biri kristal ölçüsü, saflıq və böyümə sürəti kimi tətbiqin xüsusi tələblərindən asılı olaraq unikal üstünlüklər təklif edir. Texnologiya irəliləməyə davam etdikcə, bu kristal böyümə üsullarında təkmilləşdirmələr müxtəlif yüksək texnologiyalı sahələrdə silikon əsaslı cihazların işini daha da artıracaq.

---

Semicorex yüksək keyfiyyət təklif edirqrafit hissələrikristal böyümə prosesi üçün. Hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com