Monokristal Silikon İmalatı

Monokristalin silikonbüyük ölçekli entegre devrelerin, çiplerin ve güneş pillerinin üretiminde kullanılan temel bir malzemedir. Yarı iletken cihazların geleneksel temeli olan silikon bazlı çipler, modern elektroniğin temel taşı olmaya devam ediyor. Büyümemonokristalin silikonÖzellikle erimiş halden elde edilen kristaller, elektronik ve fotovoltaik gibi endüstrilerin katı taleplerini karşılayan yüksek kaliteli, hatasız kristaller sağlamak için çok önemlidir. Erimiş halden tek kristalleri büyütmek için her birinin kendine özgü avantajları ve özel uygulamaları olan çeşitli teknikler kullanılır. Monokristalin silikon üretiminde kullanılan üç ana yöntem Czochralski (CZ) yöntemi, Kyropoulos yöntemi ve Float Zone (FZ) yöntemidir.

1. Czochralski Yöntemi (CZ)

Czochralski yöntemi yetiştirmede en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir.monokristalin silikonerimiş bir durumdan. Bu yöntem, kontrollü sıcaklık koşulları altında bir silikon eriyiğinden bir tohum kristalinin döndürülmesini ve çekilmesini içerir. Tohum kristali kademeli olarak kaldırılırken, eriyikten silikon atomlarını çeker ve bunlar, tohum kristalinin yönüne uyan tek bir kristal yapı halinde düzenlenir.

Czochralski Yönteminin Avantajları:

Yüksek Kaliteli Kristaller: Czochralski yöntemi, yüksek kaliteli kristallerin hızlı bir şekilde büyümesine olanak tanır. Proses sürekli olarak izlenebilir ve optimum kristal büyümesini sağlamak için gerçek zamanlı ayarlamalara izin verilir.

Düşük Gerilim ve Minimal Kusurlar: Büyüme süreci sırasında kristal potayla doğrudan temas etmez, iç gerilimi azaltır ve pota duvarlarında istenmeyen çekirdeklenmeyi önler.

Ayarlanabilir Kusur Yoğunluğu: Büyüme parametrelerinin ince ayarlanmasıyla kristaldeki dislokasyon yoğunluğu en aza indirilebilir, bu da son derece eksiksiz ve tekdüze kristaller elde edilmesini sağlar.

Czochralski yönteminin temel biçimi, özellikle kristal boyutuna ilişkin belirli sınırlamaları gidermek için zaman içinde değiştirildi. Geleneksel CZ yöntemleri genellikle yaklaşık 51 ila 76 mm çapında kristallerin üretilmesiyle sınırlıdır. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek ve daha büyük kristaller büyütmek için Sıvı Kapsüllenmiş Czochralski (LEC) yöntemi ve Kılavuzlu Kalıp yöntemi gibi çeşitli ileri teknikler geliştirilmiştir.

Sıvı Kapsüllenmiş Czochralski (LEC) Yöntemi: Bu değiştirilmiş teknik, uçucu III-V bileşiği yarı iletken kristallerini büyütmek için geliştirildi. Sıvı kapsülleme, büyüme süreci sırasında uçucu elementlerin kontrol edilmesine yardımcı olarak yüksek kaliteli bileşik kristallerin oluşmasını sağlar.

Kılavuzlu Kalıp Yöntemi: Bu teknik, daha hızlı büyüme hızları ve kristal boyutları üzerinde hassas kontrol dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sunar. Enerji açısından verimlidir, uygun maliyetlidir ve büyük, karmaşık şekilli monokristal yapılar üretme kapasitesine sahiptir.

2. Kyropoulos Yöntemi

Kyropoulos yöntemi, Czochralski yöntemine benzer şekilde, yetiştirme için başka bir tekniktir.monokristalin silikon. Ancak Kyropoulos yöntemi kristal büyümesini sağlamak için hassas sıcaklık kontrolüne dayanır. Süreç, eriyik içinde bir tohum kristalin oluşmasıyla başlar ve sıcaklık yavaş yavaş düşürülerek kristalin büyümesine izin verilir.

Kyropoulos Yönteminin Avantajları:

Daha Büyük Kristaller: Kyropoulos yönteminin en önemli faydalarından biri, daha büyük monokristalin silikon kristalleri üretme yeteneğidir. Bu yöntem, çapı 100 mm'yi aşan kristalleri büyütebilir, bu da onu büyük kristaller gerektiren uygulamalar için tercih edilen bir seçenek haline getirir.

Daha Hızlı Büyüme: Kyropoulos yöntemi, diğer yöntemlere kıyasla nispeten hızlı kristal büyüme hızıyla bilinir.

Düşük Stres ve Kusurlar: Büyüme süreci, düşük iç stres ve daha az kusurla karakterize edilir ve bu da yüksek kaliteli kristallerle sonuçlanır.

Yönlü Kristal Büyümesi: Kyropoulos yöntemi, belirli elektronik uygulamalar için faydalı olan, yönlü olarak hizalanmış kristallerin kontrollü büyümesine izin verir.

Kyropoulos yöntemini kullanarak yüksek kaliteli kristaller elde etmek için iki kritik parametrenin dikkatli bir şekilde yönetilmesi gerekir: sıcaklık gradyanı ve kristal büyüme yönelimi. Bu parametrelerin doğru kontrolü hatasız, büyük monokristalin silikon kristallerinin oluşumunu sağlar.

3. Kayan Bölge (FZ) Yöntemi

Yüzen Bölge (FZ) yöntemi, Czochralski ve Kyropoulos yöntemlerinden farklı olarak erimiş silikonu tutmak için bir potaya dayanmaz. Bunun yerine bu yöntem, silikonu saflaştırmak ve kristalleri büyütmek için bölge eritme ve ayırma ilkesini kullanır. İşlem, bir silikon çubuğun, çubuk boyunca hareket eden, silikonun erimesine ve ardından bölge ilerledikçe kristalin bir formda yeniden katılaşmasına neden olan lokalize bir ısıtma bölgesine maruz bırakılmasını içerir. Bu teknik yatay veya dikey olarak gerçekleştirilebilir; dikey konfigürasyon daha yaygındır ve yüzen bölge yöntemi olarak adlandırılır.

FZ yöntemi başlangıçta çözünen ayırma ilkesini kullanarak malzemelerin saflaştırılması için geliştirildi. Bu yöntem, son derece düşük safsızlık seviyelerine sahip ultra saf silikon üretebilir, bu da onu yüksek saflıkta malzemelerin gerekli olduğu yarı iletken uygulamalar için ideal kılar.

Kayan Bölge Yönteminin Avantajları:

Yüksek Saflık: Eriyen silikon pota ile temas halinde olmadığından, Float Zone yöntemi kirlenmeyi önemli ölçüde azaltarak ultra saf silikon kristalleri elde edilmesini sağlar.

Pota Teması Yok: Pota ile temasın olmaması, kristalin, kap malzemesinin getirdiği yabancı maddelerden arınmış olduğu anlamına gelir; bu, özellikle yüksek saflıktaki uygulamalar için önemlidir.

Yönlü Katılaşma: Float Zone yöntemi, katılaşma sürecinin hassas kontrolüne izin vererek minimum kusurla yüksek kaliteli kristallerin oluşumunu sağlar.

Çözüm

Monokristalin silikonüretim, yarı iletken ve güneş pili endüstrilerinde kullanılan yüksek kaliteli malzemelerin üretilmesi için hayati bir süreçtir. Czochralski, Kyropoulos ve Float Zone yöntemlerinin her biri, uygulamanın kristal boyutu, saflık ve büyüme hızı gibi özel gereksinimlerine bağlı olarak benzersiz avantajlar sunar. Teknoloji ilerlemeye devam ettikçe, bu kristal büyütme tekniklerindeki gelişmeler, çeşitli yüksek teknoloji alanlarındaki silikon bazlı cihazların performansını daha da artıracaktır.

---

Semicorex yüksek kalite sunuyorgrafit parçalarıkristal büyüme süreci için. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com