单晶硅的制作流程

单晶硅是一种良好的半导材料。用于制造半导体器件、太阳能电池等。是用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。具体的制作流程如下:

1.加料

将多晶硅原料和杂质置于石英坩埚中,杂质的类型取决于电阻的N或P型。杂质是硼、磷、锑和砷。

2.熔化

将多晶硅原料加入石英坩埚后,必须将晶体生长炉关闭并抽真空,然后填充高纯度氩气以保持一定的压力范围,然后打开石墨加热器电源并加热熔化温度(1420℃)或更高。直到多晶硅原料熔化。

3.颈部生长

在硅熔体的温度稳定后,将晶种缓慢浸入硅熔体中。由于晶种与硅熔体场接触的热应力,晶种脱位,并且必须通过颈缩生长除去这些位错。颈部生长是晶种的快速提升,使生长的晶种的直径减小到一定的尺寸(4-6mm)。由于位错线与生长轴形成一个角度,只要颈部足够长,位错就可以很长。在晶体表面之外,产生具有零位错的晶体。

4.肩部生长

在拉长颈部后,必须降低温度和拉伸速度,使晶体的直径逐渐增加到所需的尺寸。

5.等直径增长

在完成颈部和肩部之后,通过不断调节拉动速度和温度,可以将铸锭的直径保持在正负2mm之间。直径的固定部分称为等直径部分。单晶硅晶片取自相等直径部分。

6.尾巴增长

在等直径部分完成之后,如果铸锭立即与液体表面分离,则热应力将导致铸锭中的位错和滑移线。因此,为了避免这个问题,必须逐渐减小铸锭的直径,直到它是尖点并与液体表面分离。这个过程叫做尾部增长。将持久的锭料提升到上腔室一段时间然后取出,即生长周期完成。

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