logo
Materialovedenie

76) Бестигельная зонная плавка кремния.

Для нужд электронной техники требуются материалы, в том числе и кремний, ультравысокой степени чистоты. Поэтому на стадии выращивания монокристаллов кремний подвергают многократной очистке. Высокая стоимость монокристаллического кремния полупроводниковой чистоты объясняется сложностью очистки из-за значительной химической активности Si в расплавленном состоянии (может реагировать с материалом тигля). Для очистки кремния применяют бестигельную зонную плавку (очистку).

В этом методе плавление поликристаллического слитка 4 осуществляется с помощью высокочастотного индуктора 3.

Узкая расплавленная зона 2 продвигается по слитку снизу вверх и удерживается между твердыми частями слитка силами поверхностного натяжения. После охлаждения расплавленного материала образуется монокристалл 1. Процесс проводится в вакууме либо в атмосфере водорода или инертных газов.

При плавке в вакууме наряду с оттеснением примесей в жидкую фазу происходит их испарение из расплава, поэтому эффективная очистка достигается даже после одного прохода жидкой зоны по слитку. Диаметр получаемых кристаллов достигает 300 мм. Выращивание легированных монокристаллов осуществляется обычно методом Чохральского.