Pamamaraan ng Czochralski

Mga ostiyaay hiniwa mula sa mga tungkod na kristal, na ginawa mula sa polycrystalline at purong undoped intrinsic na materyales. Ang proseso ng pagbabago ng polycrystalline na materyal sa mga solong kristal sa pamamagitan ng pagtunaw at recrystallization ay kilala bilang paglaki ng kristal. Sa kasalukuyan, dalawang pangunahing pamamaraan ang ginagamit para sa prosesong ito: ang pamamaraan ng Czochralski at ang paraan ng pagtunaw ng zone. Kabilang sa mga ito, ang pamamaraang Czochralski (madalas na tinutukoy bilang paraan ng CZ) ay ang pinakamahalaga para sa paglaki ng mga solong kristal mula sa mga natutunaw. Sa katunayan, higit sa 85% ng solong kristal na silikon ay ginawa gamit ang pamamaraang Czochralski.

Ang pamamaraang Czochralski ay nagsasangkot ng pagpainit at pagtunaw ng mataas na kadalisayan na polycrystalline na silicon na mga materyales sa isang likidong estado sa ilalim ng mataas na vacuum o isang hindi gumagalaw na kapaligiran ng gas, na sinusundan ng recrystallization upang bumuo ng isang kristal na silikon. Ang mga kagamitan na kinakailangan para sa prosesong ito ay kinabibilangan ng isang Czochralski single crystal furnace, na binubuo ng isang furnace body, isang mechanical transmission system, isang temperature control system, at isang gas transmission system. Tinitiyak ng disenyo ng hurno ang pare-parehong pamamahagi ng temperatura at epektibong pag-alis ng init. Pinamamahalaan ng mechanical transmission system ang paggalaw ng crucible at seed crystal, habang tinutunaw ng heating system ang polysilicon gamit ang high-frequency coil o resistance heater. Ang sistema ng paghahatid ng gas ay responsable para sa paglikha ng isang vacuum at pagpuno sa silid ng inert gas upang maiwasan ang oksihenasyon ng solusyon ng silikon, na may kinakailangang antas ng vacuum sa ibaba 5 Torr at isang inert na kadalisayan ng gas na hindi bababa sa 99.9999%.

Ang kadalisayan ng crystal rod ay kritikal, dahil malaki ang epekto nito sa kalidad ng resultang wafer. Samakatuwid, ang pagpapanatili ng mataas na kadalisayan sa panahon ng paglaki ng mga solong kristal ay mahalaga.

Ang paglaki ng kristal ay nagsasangkot ng paggamit ng solong kristal na silikon na may partikular na kristal na oryentasyon bilang panimulang seed crystal upang linangin ang mga silikon na ingot. Ang resultang silicon ingot ay "magmana" ng mga katangiang istruktura (kristal na oryentasyon) ng seed crystal. Upang matiyak na ang molten silicon ay tumpak na sumusunod sa crystal structure ng seed crystal at unti-unting lumalawak sa isang malaking single crystal silicon ingot, ang mga kondisyon sa contact interface sa pagitan ng molten silicon at ng single crystal silicon seed crystals ay dapat na mahigpit na kontrolin. Ang prosesong ito ay pinadali ng isang Czochralski (CZ) na single crystal growth furnace.

Ang mga pangunahing hakbang sa pagpapalaki ng solong kristal na silikon sa pamamagitan ng pamamaraang CZ ay ang mga sumusunod:

Yugto ng Paghahanda:

1. Magsimula sa high-purity polycrystalline silicon, pagkatapos ay durugin at linisin ito gamit ang pinaghalong solusyon ng hydrofluoric acid at nitric acid.

2. Pahiran ang seed crystal, siguraduhing tumutugma ang oryentasyon nito sa nais na direksyon ng paglaki ng nag-iisang kristal na silikon at wala itong mga depekto. Ang anumang di-kasakdalan ay "manahin" ng lumalagong kristal.

3. Piliin ang mga impurities na idaragdag sa crucible para makontrol ang conductivity type ng lumalagong crystal (alinman sa N-type o P-type).

4. Banlawan ang lahat ng nilinis na materyales gamit ang high-purity deionized water hanggang neutral, pagkatapos ay patuyuin ang mga ito.

Nilo-load ang Furnace:

1. Ilagay ang durog na polysilicon sa isang quartz crucible, i-secure ang seed crystal, takpan ito, ilisan ang furnace, at punuin ito ng inert gas.

Pag-init at Pagtunaw ng Polysilicon:

1. Pagkatapos mapuno ng inert gas, init at tunawin ang polysilicon sa crucible, karaniwang nasa temperaturang humigit-kumulang 1420°C.

Yugto ng Paglago:

1. Ang yugtong ito ay tinutukoy bilang "seeding." Ibaba ang temperatura sa bahagyang mas mababa sa 1420°C upang ang seed crystal ay nakaposisyon ng ilang milimetro sa ibabaw ng likidong ibabaw.

2. Painitin muna ang seed crystal nang humigit-kumulang 2-3 minuto para makamit ang thermal equilibrium sa pagitan ng molten silicon at ng seed crystal.

3. Pagkatapos magpainit, dalhin ang seed crystal sa ibabaw ng nilusaw na silikon upang makumpleto ang proseso ng pagtatanim.

Yugto ng Necking:

1. Kasunod ng hakbang sa pagtatanim, unti-unting taasan ang temperatura habang ang seed crystal ay nagsisimulang umikot at dahan-dahang hinihila paitaas, na bumubuo ng isang maliit na solong kristal na may diameter na humigit-kumulang 0.5 hanggang 0.7 cm, na mas maliit kaysa sa unang seed crystal.

2. Ang pangunahing layunin sa yugto ng necking na ito ay alisin ang anumang mga depekto na naroroon sa seed crystal pati na rin ang anumang mga bagong depekto na maaaring magmula sa pagbabago ng temperatura sa panahon ng proseso ng seeding. Bagama't ang bilis ng paghila ay medyo mabilis sa yugtong ito, dapat itong mapanatili sa loob ng naaangkop na mga limitasyon upang maiwasan ang sobrang mabilis na operasyon.

Yugto ng Pagbalikat:

1. Pagkatapos makumpleto ang pag-necking, bawasan ang bilis ng paghila at bawasan ang temperatura upang payagan ang kristal na unti-unting makamit ang kinakailangang diameter.

2. Ang maingat na kontrol sa temperatura at bilis ng paghila sa panahon ng prosesong ito ng balikat ay mahalaga upang matiyak ang pantay at matatag na paglaki ng kristal.

Yugto ng Paglago ng Pantay na Diameter:

1. Habang malapit nang matapos ang proseso ng balikat, dahan-dahang taasan at patatagin ang temperatura upang matiyak ang pare-parehong paglaki ng diameter.

2. Ang yugtong ito ay nangangailangan ng mahigpit na kontrol sa bilis ng paghila at temperatura upang magarantiya ang pagkakapareho at pagkakapare-pareho ng nag-iisang kristal.

Yugto ng Pagtatapos:

1. Habang malapit nang matapos ang paglaki ng isang kristal, katamtamang taasan ang temperatura at pabilisin ang bilis ng paghila upang unti-unting i-taper ang diameter ng crystal rod sa isang punto.

2. Ang tapering na ito ay nakakatulong upang maiwasan ang mga depekto na maaaring lumabas mula sa isang biglaang pagbaba ng temperatura kapag ang crystal rod ay lumabas sa molten state, sa gayo'y tinitiyak ang pangkalahatang mataas na kalidad ng kristal.

Matapos makumpleto ang direktang paghila ng solong kristal, ang hilaw na materyal na kristal na baras ng wafer ay nakuha. Sa pamamagitan ng pagputol ng kristal na baras, ang pinaka orihinal na wafer ay nakuha. Gayunpaman, ang wafer ay hindi maaaring gamitin nang direkta sa oras na ito. Upang makakuha ng magagamit na mga wafer, kinakailangan ang ilang kumplikadong kasunod na mga operasyon tulad ng pag-polish, paglilinis, pag-deposition ng manipis na pelikula, pagsusubo, atbp.

Nag-aalok ang Semicorex ng mataas na kalidadsemiconductor wafers. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng karagdagang mga detalye, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin.

Makipag-ugnayan sa telepono # +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com