[晶體硅的制備方法(一)]:單晶硅材料是非常中藥店晶體硅材料,根據生長方式的不同,可以分為區熔單晶硅和直拉單晶硅。區熔單晶硅主要應用于大功率器件方面,只占單晶硅市場很小的一部分,在國際市場上約占10%左右;而直拉單晶硅主要應用于...
單晶硅材料是非常中藥店晶體硅材料,根據生長方式的不同,可以分為區熔單晶硅和直拉單晶硅。區熔單晶硅主要應用于大功率器件方面,只占單晶硅市場很小的一部分,在國際市場上約占10%左右;而直拉單晶硅主要應用于微電子 和 電池方面,是單晶硅的主題。與區熔單晶硅相比,直拉單晶硅的制造成本相對較低,機械強度較高,易制備大直徑單晶。所以, 領域主要應用直拉單晶硅,而不是區熔單晶硅。
首先將高純多晶硅粉碎至適當的大小,并在硝酸和氫氟酸的混合酸液中清洗外表面,以去可能的金屬雜質,然后放入高純的石英坩堝中。在裝料完成后,將坩堝放入單晶爐中,然后將單晶爐抽成一定真空,再沖入一定流量和壓力的保護氣,最后給爐體加熱升溫,加熱溫度超過硅材料的熔點,使其熔化。
多晶硅熔化后,保溫一段時間,是熔硅的溫度和流動達到穩定,然后進行晶體生長。在晶體生長時,首先將單晶籽晶固定在旋轉的籽晶軸上,然后將籽晶緩慢下降,距液面數毫米處暫停片刻,使籽晶溫度盡量接近熔硅溫度,以減少可能的熱沖擊;接著將籽晶輕輕浸入熔硅,使頭部首先少量溶解,然后和熔硅形成一個固液界面;隨后,籽晶逐步上升,與籽晶相連并離開固液界面的硅溫度降低,形成單晶硅,此階段成為“種晶”。
種晶完成后,籽晶將快速向上提升,晶體生長速度加快,新結晶的單晶硅的直徑將比籽晶的直徑小,可達3mm左右,其長度約為此時晶體直徑的6-10倍,成為“縮頸”階段。
在“縮頸”完成后,晶體硅的生長速度大大放慢,此時晶體硅的直徑急速增大,從籽晶的直徑增大到所需的直徑,形成一個近108°的夾角,此階段成為“放肩”。
當放肩達到的預定晶體直徑時,晶體生長速度加快,并保持幾乎固定的速度,使晶體保持固定的直徑生長。此階段成為“等徑”。
在晶體生長結束時,晶體硅的生長速度再次加快,同時升高硅熔體的溫度,使得晶體硅的直徑不斷縮小,形成一個圓錐形,最終晶體硅離開液面,單晶硅生長完成,最后的這個階段稱為“收尾”。