Cómo dibujar lingotes de silicio

En la actualidad, existen principalmente los siguientes métodos: Método Czochralski

Método Czochralski (

Czochralski: Cz),

El método Czochralski El método es la tecnología de crecimiento de cristales más utilizada. El principio básico y el proceso básico del método Czochralski son los siguientes: 1.

Siembra: derrita el silicio policristalino contenido en el crisol de cuarzo mediante calentamiento por resistencia y mantenga la temperatura ligeramente por encima del punto de fusión del silicio. Sumerja en la masa fundida, luego tire del cristal semilla hacia arriba a cierta velocidad y gírelo al mismo tiempo para extraer el cristal. 2.

Cuello: haga crecer un cristal con un cuello estrecho y delgado; longitud para evitar que los trozos en el cristal semilla se extiendan al cristal;

Relajación: controle el cristal hasta el diámetro requerido 3.

Crecimiento de igual diámetro: controle el cristal; tener diámetros iguales según las condiciones del horno monocristalino Crecer hasta la longitud requerida 4.

Acabado: el diámetro disminuye gradualmente y sale de la masa fundida; Enfriamiento: baje la temperatura y saque el cristal para su posterior procesamiento 6.

Tasa de crecimiento máxima: la tasa de crecimiento máxima del cristal está relacionada con el gradiente de temperatura longitudinal en el cristal, la conductividad térmica del cristal, la densidad cristalina, etc. Aumentar el gradiente de temperatura en el cristal puede aumentar la tasa de crecimiento del cristal; sin embargo, si el gradiente de temperatura es demasiado grande, producirá una mayor tensión térmica en el cristal, lo que provocará la formación de defectos en el cristal, como dislocaciones e incluso grietas en el cristal; cristal. Para reducir la densidad de dislocaciones, la tasa de crecimiento real del cristal suele ser menor que la tasa de crecimiento máxima. 7.

Convección en la masa fundida: La convección forzada producida por el cristal que gira en sentido contrario (en el sentido de las agujas del reloj) y el crisol es impulsada por fuerzas centrífugas y centrípetas y, en última instancia, por el gradiente de tensión superficial de la masa fundida. Cuanto mayor sea el diámetro del cristal crecido (cuanto más grande sea el crisol), más fuerte será la convección, lo que provocará fluctuaciones de temperatura en la masa fundida y la fusión local del cristal, lo que dará como resultado una distribución desigual de las impurezas en el cristal.

En la producción real, la velocidad de rotación del cristal es generalmente de 1 a 3 veces más rápida que la del crisol. El movimiento inverso mutuo del cristal y el crisol provoca un movimiento relativo entre el área central y la periférica. área de la masa fundida, que es beneficiosa para el Se forma un área relativamente estable debajo de la interfaz sólido-líquido, lo que favorece el crecimiento estable de los cristales. 8.

Forma de la interfaz de crecimiento (interfaz sólido-líquido): La forma de la interfaz sólido-líquido tiene un impacto importante en la uniformidad e integridad del monocristal. En circunstancias normales, la forma macroscópica. de la interfaz sólido-líquido debe determinarse mediante el campo térmico. Las isotermas de fusión coinciden. Durante las etapas de siembra y formación de hombros, la interfaz sólido-líquido es convexa hacia la masa fundida. Después de que el monocristal crece con diámetros iguales, la interfaz primero se vuelve plana y luego cóncava hacia la masa fundida. Al ajustar la velocidad de extracción del cristal, la rotación del cristal y la velocidad de rotación del crisol, se puede ajustar la forma de la interfaz sólido-líquido. 9.

Tecnología de crecimiento continuo: Para mejorar la productividad y ahorrar crisoles de cuarzo (que representan una proporción considerable de los costos de producción de cristales), se ha desarrollado la tecnología de crecimiento continuo de Czochralski, principalmente recarga y alimentación continua: -Recarga de la tecnología de crecimiento de Czochralski: puede ahorrar mucho tiempo (enfriamiento después del crecimiento, encendido del horno, carga del horno, etc.) y un crisol se puede utilizar varias veces. - Tecnología de crecimiento de Czochralski de alimentación continua: además de la ventaja de la recarga, también puede mantener constante el volumen de la masa fundida durante todo el proceso de crecimiento y mejorar las condiciones de crecimiento básicamente estables, de modo que se puedan obtener monocristales con una distribución longitudinal uniforme de resistividad. . Alimentación continua La tecnología de crecimiento de Czochralski tiene dos métodos de alimentación: alimentación sólida continua y alimentación líquida continua.

10.

Tecnología Czochralski cubierta de líquido: es una mejora importante con respecto al método Czochralski. Este método se puede utilizar para preparar una variedad de monocristales semiconductores compuestos que contienen componentes volátiles. Principio principal: utilice un líquido inerte (agente de cobertura) para cubrir la masa fundida del material estirado y llene la cámara de crecimiento de cristales con un gas inerte para que su presión sea mayor que la presión de descomposición de la masa fundida para inhibir la descomposición de componentes volátiles. en la masa fundida, la pérdida por evaporación, de modo que el crecimiento monocristalino puede realizarse según la tecnología habitual de Czochralski. Método de fusión de zona suspendida:

Se utiliza principalmente para purificar y hacer crecer monocristales de silicio. Su principio básico es: dependiendo de la tensión superficial de la masa fundida, la zona de fusión se suspende entre la varilla de silicio policristalino y la varilla; monocristal que crece debajo, purificando y haciendo crecer monocristales moviendo la zona de fusión hacia arriba. Tiene las siguientes características: 1.

Sin el uso de un crisol, el proceso de crecimiento monocristalino no será contaminado por el material del crisol 2.

Debido a la segregación y evaporación efectos de las impurezas, se puede cultivar alta resistividad. ¿El método de vertido de silicio policristalino se utiliza para preparar obleas de silicio originales utilizadas en las células solares de silicio policristalino? Es un método de solidificación direccional y los cristales muestran un proceso y una estructura de crecimiento escamoso. p>