Kõrge puhtusastmega sulatatud kvartstiigel ühe kristalli tõmbamiseks

Praegu toodetakse monokristallilist räni, kasutades toorainena polükristallilist räni ja Czochralski meetodit. Monokristallilise räni tootmisel onkvartstiigel on räni sulatamiseks ja kristallide kasvatamiseks kriitiline materjal ning sellel on otsene ja oluline mõju monokristallilise räni tootmiskuludele ja tootekvaliteedile.

Thekvarts tiigelon Czochralski ühekristallahju põhikomponent. Ühekristalli valmistamise etapp määrab tehnilised parameetrid, nagu läbimõõt, kristallide orientatsioon, dopingu juhtivuse tüüp, eritakistuse vahemik ja jaotus, hapniku ja süsiniku kontsentratsioon, vähemuskandja eluiga ja ränimaterjali võre defektid. Mikrodefekte, hapniku kontsentratsiooni, metallide lisandeid ja kandja kontsentratsiooni ühtlust tuleb kontrollida teatud vahemikus. Czochralski monokristallprotsessis peab kvartstiigel taluma kõrgeid temperatuure, mis ületavad räni sulamistemperatuuri (1420 °C). Kvartstiiglid on enamasti poolläbipaistvad ja koosnevad mitmest kihist. Väliskiht on suure mullitihedusega piirkond, mida nimetatakse mullide liitkihiks; sisemine kiht on 3-5 mm läbipaistev kiht, mida nimetatakse mullideta kihiks. Mullideta kihi olemasolu vähendab tiigli tihedust lahusega kokkupuutuvas piirkonnas, parandades seega ühekristalli kasvu.

Kvaliteedi seisukohast lahustub kvartstiigli sisemine kiht otsese kontakti tõttu sularäniga kristallide tõmbamise käigus pidevalt sularäni.  Tiigli läbipaistvas kihis olevad mikromullid kasvavad ja purunevad pidevalt, vabastades sula räni sisse kvartsiosakesed ja mikromullid. Need mikroosakeste ja mikromullide kujul esinevad lisandid kanduvad ränivedeliku voolu kaudu läbi kogu räni sulamise, mõjutades otseselt räni kristalliseerumist ja monokristalli kvaliteeti.

Kulude vaatenurgastkvarts tiiglidneil on monokristallilise räni tööstusahelas tugev kuluomadus ning pideva Czochralski meetodi kasutamine seab kõrgemad nõudmised ka kvartstiigli elueale. Kvartstiigli kõrge puhtus ja kõrge temperatuuritaluvus tagavad ühe kristalli tõmbamise ja ühekristalli kvaliteedi. Monokristalliliste ränivahvlite puhtusnõuete alusel visatakse kvartstiigel pärast ühte või mitut kuumutamis- ja kristallitõmbetsüklit ära ning seda tuleb regulaarselt vahetada, muutes selle kuluartikliks.

Lisaks, kuikvarts tiigelkui kristallide tõmbamise ajal on kvaliteediprobleeme, siis kogu ühekristalliline ränivarras lammutatakse. Kvartstiigleid toodetakse peamiselt elektrikaare meetodil, mille põhitooraineks on kõrge puhtusastmega kvartsliiv. Kvartsliiva puhtus on oluline tegur, mis mõjutab kvartstiigli kvaliteeti. Kvartstiigel on kahekihilise struktuuriga: välimine kiht on suure tihedusega piirkond, mida nimetatakse mullkomposiitkihiks; sisemine kiht on 3-5 mm läbipaistev kiht, mida nimetatakse mullideta kihiks.

Sisemise kihi ehk mullideta kihi olemasolu vähendab mullide tihedust piirkonnas, kus tiigel lahusega kokku puutub. Mida madalam on kvartsliiva puhtus, seda tõenäolisem on kõrgel temperatuuril sulamisprotsessi käigus mustade laikude ja mullide moodustumine. Kui kasutatakse sisemise kihi liivana, põhjustab pikaajaline kokkupuude kõrgete temperatuuridega kvartstiigli siseseinas sisalduvate mullide vabanemise, mõjutades seega ühekristallilise räniplaadi tootmise stabiilsust ja edukust. Seetõttu vajab sisemine kihtliiv kõrgema puhtusastmega kvartsliiva, mille tulemuseks on kõrgem hind. Lisaks on tiiglites kasutataval kvartsliival erinõuded erinevate lisanditasemete jaoks. Näiteks võivad leelismetallide liigsed lisandid põhjustada tiiglis kristalliseerumist, mis põhjustab hägusust ja deformatsiooni, samas kui liigne hüdroksüülisisaldus võib põhjustada tiigli villide teket.

Semicorexi pakkumisedkõrge puhtusastmega sulatatud kvartstiigel räni monokristalli tõmbamiseks. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega kindlasti ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com