Kvartstiigel silikoonist ühekristalli tõmbamiseks

Semicorex kvartstiigel räni monokristalli tõmbamiseks on ränivahvlite valmistamise põhikomponent. Ühekristalli valmistamise etapp määrab kindlaks tehnilised parameetrid, nagu läbimõõt, kristallide orientatsioon, dopingu tüüp, eritakistuse vahemik ja jaotus, hapniku ja süsiniku kontsentratsioon, vähemuskandja eluiga ja räni võre defektid. See nõuab, et mikrodefekte, hapniku kontsentratsiooni, metalli lisandeid ja kandja kontsentratsiooni ühtlust kontrollitaks teatud vahemikus.

Czochralski monokristallide kasvuprotsessis peab räni ühekristalli tõmbamise kvartstiigel taluma räni sulamistemperatuurist kõrgemaid temperatuure (1420 ℃). Kvartstiigel on enamasti poolläbipaistev ja koosneb mitmest kihist.

Väliskiht on suure mullitihedusega piirkond, mida nimetatakse mullide liitkihiks; sisemine kiht on 3-5 mm läbipaistev kiht, mida nimetatakse mullide kahanemise kihiks. Mullide ammendumise kihi olemasolu vähendab tiigli ja lahuse kontaktala tihedust, parandades seeläbi ühekristalli kasvu.

Kuna kvartstiigli sisemine kiht puutub vahetult kokku ränivedelikuga, lahustub see pidevalt räniks ja tiigli läbipaistvas kihis olev mikromull kasvab üles, et praguneda ja vabastada kvartsosakesed ja mikromullid. Seejärel voolavad need lisandid läbi kogu räni sulatise, mõjutades otseselt räni monokristalli kristalliseerumist ja kvaliteeti.

KvartstiigelSilicon Single Crystal Pulling puutub vahetult kokku ränivedelikuga, nii et lisandid ja mullid, mida tootmisprotsessis tõhusalt ei kontrollita, mõjutab see ilmselgelt kristallide tõmbamise tulemusi, isegi põhjustab kristallide tõmbamise ebaõnnestumist ja materjali riknemist/raiskamist. Kuna ühekristallilised räniplaadid nõuavad kõrget puhtust ja monokristalli tõmbamisprotsessi hind on kõrge, on räni monokristalli tõmbamiseks mõeldud kvartstiiglile kõrged nõudmised puhtuse, mullide jõudluse ja kvaliteedi stabiilsuse osas.

Lisandid: Lisandid mõjutavad otseselt üksikute kristallide jõudlust ja saagist. Seetõttu lisandite sisalduskvartstiigel, mis on räni sulatisega otseses kontaktis, on ülioluline. Liigne lisandid tiiglis põhjustavad sageli kvartstiigli kristalliseerumist (lisandite ioonide lokaalne kogunemine, mis põhjustab viskoossuse vähenemist). Kui kristalliseerumine toimub sisepinna lähedal, on liiga paks lokaalne kristallisatsioonikiht altid kooruma, takistades edasist ühekristalli kasvu; kui välisseinale tekib paks kristallisatsioonikiht, on tõenäoline, et põhjas tekib punnis või kumerus; kui kristalliseerumine tungib läbi tiigli korpuse, võib see kergesti põhjustada mitmeid tõsiseid tagajärgi, nagu ränileket.

tiigel, mis on räni sulatisega otseses kontaktis, on ülioluline. Liigne lisandid tiiglis põhjustavad sageli kvartstiigli kristalliseerumist (lisandite ioonide lokaalne kogunemine, mis põhjustab viskoossuse vähenemist). Kui kristalliseerumine toimub sisepinna lähedal, on liiga paks lokaalne kristallisatsioonikiht altid kooruma, takistades edasist ühekristalli kasvu; kui välisseinale tekib paks kristallisatsioonikiht, on tõenäoline, et põhjas tekib punnis või kumerus; kui kristalliseerumine tungib läbi tiigli korpuse, võib see kergesti põhjustada mitmeid tõsiseid tagajärgi, nagu ränileket.