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硅单晶是怎样拉制的?有几种制造方法?

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-01-27   浏览次数:389
核心提示:  答:  制造硅单晶有两种方法:直拉法和区熔法,都需要单晶炉设备。  (1)直拉法把装在坩埚内的多晶硅熔融后用一块硅单晶(
   答:

  制造硅单晶有两种方法:直拉法和区熔法,都需要单晶炉设备。

  (1)直拉法把装在坩埚内的多晶硅熔融后用一块硅单晶(常称仔晶或晶种)引导,慢慢提起,出坩埚部分凝固后就成硅单晶体(它的硅原子排列方向与仔晶相同)。当把坩埚内的多晶硅熔体全部提出后,一根硅单晶棒就拉成了。

  (2)区熔法又分为两种:水平区熔法和立式悬浮区熔法(简称FZ法)。前者主要用于锗、砷化镓等材料。后者主要用于硅,硅密度低(2.33g/cm3、表面张力大(0.0072N/cm),能用无坩埚悬浮区熔法。该法是在气氛或真空的炉室中,利用高频线圈在单晶籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触处产生熔区,然后使熔区向上移动进行单晶生长。由于硅熔体完全依靠其表面张力和高频电磁力的支托,悬浮于多晶棒与单晶之间,故称为悬浮区熔法。

  由于不用坩埚,避免了来自坩埚的污染,而且还可以利用悬浮区熔进行多次提纯,所以单晶的纯度高。Fz单晶的氧含量比直拉硅单晶的氧含量低2~3个数量级,但其机械强度却不如直拉单晶硅,在器件制备过程中容易产生翘曲和缺陷。在Fz单晶中掺入氮可提高其强度。区熔硅单晶的最大直径为150mm,并已商品化,直径200mm的产品也已进入市场。

 
 
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