монокристален силиций
В началото на процеса на единичен кристал растеж, част от зародишният кристал се стопи да го премахне в региони с по-висока плътност и механични дефекти стрес. След това има постепенно издърпване на единичен кристал от стопилката.
За силициеви единични кристали по метода на Czochralski е разработен и широко използвана високоефективна автоматизирано оборудване, осигуряващо възпроизводимо получаване на дислокация без единични кристали с диаметър 200 до 300мм. С увеличаване на натоварването, а диаметърът на кристали за получаването им цена е намалена. Въпреки това, в стопилки на голяма маса (60-120 кг) се усложнява от естеството на конвективни течения, което създава допълнителни затруднения да се осигури изискваната материала. Освен това, когато големи маси от стопено намаляване на разходите става незначително поради високата цена на кварцов тигел и намаляването на скоростта на кристалния растеж поради отстраняването на трудност на латентна топлина на кристализация. Във връзка с това, за по-нататъшно подобряване на ефективността на процеса и да се намали обемът на стопилката, който растежа на кристал, интензивно развитие монтаж полунепрекъсната култивирането. В такива инсталации е по непрекъснат или периодичен силициев зарежда в тигела използва, ES охлаждане на пещта, например чрез подаване на стопената течната фаза от друг тигел, който от своя страна може също периодично или непрекъснато се подава в твърда фаза. Това подобрение позволява метода на Czochralski да се намалят разходите на кристали отглеждат от десетки процента. В допълнение, култивиране на топи малък и постоянен обем може да се проведе. Това улеснява настройка и оптимизиране на конвективни потоци в стопилката и премахва транслационно хетерогенност на сегрегация-кристал на промяна в обема на стопилката по време на неговия растеж.
За монокристали п- или р-тип с необходимото съпротивление провежда подходящо допинг суров полисилициеви или стопилка. Замърсителя-zhaemy полисилициеви разбити барове, плоча, скрап въвежда в съответните елементи (Р, В, As, Sb, и т.н.), или техни сплави с силиций, което повишава точността на допинг.
Премахната от растителен силициев слитък дължина 3 m на. няколко десети от милиметъра за получаване от тях на предварително определена ориентация и дебелина на силициевата пластина произвеждат следните операции.
1. обработка на слитъка. - разделяне на семената и частта на опашката на блока; - смилане на страничните повърхности на желаната дебелина; - шлайфане една или повече базови филийки (за да се улесни допълнително ориентация при обработката на растенията и за определяне кристалографска ориентация); - диамантени режещи триони слитък на плочи (100) - правото на равнина (111) - с няколко степени на misorientation на. 2. ецване. В SiC или Al2O3 абразивен материал е отстранен повреден височина по-голяма от 10 микрона. След това смес от флуороводородна, азотна и оцетна киселина, получен в съотношение 1: 4: 3, или разтвор на натриев алкална ецване произведени Si. 3. полиране - получаване огледално гладка повърхност. Смес от полиране суспензия (колоиден разтвор на SiO2 частици 10 нанометра в размер) с вода.
В крайната форма, силиций е дебелина на плоча от 0.5 - 0.65 mm с гладка повърхност. Тип плочи с различна ориентация на повърхността и тип проводимост.
По-голямата част от силициев единичен кристал, произведени по метода Czochralski се използва за производство на интегрални схеми; малка част (около 2%) се използва, за да солна крайни елементи. Този метод е оптимална за производството на устройства, които не изискват високи стойности на съпротивление (до 25 ома · cm) поради замърсяване от кислород и други онечиствания от тигел материал.
Плаваща зона топене (BZP)
Отглеждане на силициев кристал по метода на плаваща зона (BZP) се извършва въз основа на един ред индуктор (тип "отвор"), вътрешен диаметър по-малък от диаметъра на оригиналния кристал и поликристален прът. Всички съвременни системи за зона за топене използват неподвижно положение на индуктор и поликристални прът и раз-tuschy монокристален преместен. Скоростта на кристален растеж от BZP два пъти по метода на Czochralski, поради по-високи температурни градиенти. Поради технически трудности, отгледани от BZP силициеви кристали (диаметър намалява до 150 mm) в диаметър по-малък кристали, получени по метода на Czochralski. Когато плаващ топене зона допинг на възрастен кристал обикновено се извършва от газовата фаза чрез инжектиране в носещ газ (аргон) газовите съединения добавките на. По този начин съпротивлението на кристалите може да варира в широки граници, като достига 200 ома · см. Когато нараства единични кристали във вакуум до получаване на много висок импеданс - до 3 х 104 ома · cm. За получаване на такива материали не се използва за рязане или грубо прът на поликристален силиций да се избегне замърсяване. Остатъчни донори, кислород, въглерод, и тежки метали се отделят от силициев прът пречистване петорен лента във вакуум. Недостатъците на метода се отнася BZP значителна хетерогенност разпределение радиална съпротивление (20-30%) на кристалите, които могат да бъдат намалени с помощта на преобразуване допинг.
Силиконовата единични кристали се получават чрез BZP представляват около 10% от общото произведено монокристален силиций и са основно за производството на отделни устройства, особено мощни тиристори.