Кремний с плавающей зоной - Float-zone silicon

Кристалл кремния в начале процесса роста
Растущий кристалл кремния

Кремний с плавающей зоной очень чистый кремний получен вертикальным зона плавки. Процесс был разработан в Bell Labs Генри Тойерером в 1955 году как модификация метода, разработанного Уильям Гарднер Пфанн за германий. В вертикальной конфигурации расплавленный кремний имеет достаточно поверхностное натяжение чтобы заряд не отделялся. Отсутствие необходимости в защитном сосуде предотвращает загрязнение кремния.

Кремний с плавающей зоной - это альтернатива высокой чистоты кристаллам, выращенным Метод Чохральского. Концентрации легких примесей, таких как углерод и кислород, чрезвычайно низки. Еще одна легкая примесь, азот, помогает контролировать микродефекты, а также улучшает механическую прочность вафли, и теперь намеренно добавляется на этапах роста.

Диаметр пластин с плавающей зоной обычно не превышает 200 мм из-за ограничений поверхностного натяжения во время роста. А поликристаллический Стержень сверхчистого электронного кремния пропускается через нагревательную катушку RF, которая создает локализованную зону расплава, из которой вырастает кристаллический слиток. А затравочный кристалл используется на одном конце, чтобы начать рост. Весь процесс осуществляется в вакуумированной камере или продувке инертным газом. Зона расплава уносит с собой примеси и, следовательно, снижает концентрацию примесей (большинство примесей более растворимы в расплаве, чем кристалл). Специальные методы легирования, такие как легирование сердечника, легирование таблетками, легирование газом и легирование с нейтронной трансмутацией, используются для включения однородной концентрации примеси.

Заявление

Кремний с плавающей зоной обычно используется для силовые устройства и детектор Приложения. Это очень прозрачно для терагерцовое излучение, и обычно используется для изготовления оптических компонентов, таких как линзы и окна, для терагерцовых приложений. Он также используется в солнечные батареи спутников, поскольку он имеет более высокую эффективность преобразования.[1][2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Новые солнечные инновации сокращают расходы на 60% при повышении эффективности на 24%». Получено 20 октября 2017.
  2. ^ «Кремниевые солнечные панели с плавающей зоной - на 60% дешевле и на 25% эффективнее». Получено 20 октября 2017.
  • Майкл Риордан и Лилиан Ходдесон (1997) Crystal Fire: рождение информационного века, стр. 230, W. W. Norton & Company ISBN  0-393-04124-7 .