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Tirage de cristaux | TRUMPF

Tirage de cristaux

Les générateurs stables sur la durée garantissent des structures optimales

La production de cristaux synthétiques devient de plus en plus significative. Les matériaux semiconducteurs de haute pureté tels que le silicium et le carbure de silicium ainsi que les matériaux oxydés tels que le saphir sont particulièrement importants pour l'industrie. Ils sont utilisés pour produire des plaquettes ou des substrats pour semiconducteurs et dans l'industrie photovoltaïque.

Procédé de la « zone flottante »

Procédé à zone flottante

Dans ce procédé, une tige polycristalline verticale (par exemple du silicium) est fondue en continu (1,5 - 4 mm/min) dans un inducteur à 1 tour d'un diamètre de quelques mm et tirée sous l'inducteur pour former un monocristal de haute pureté. Les deux tiges tournent dans des sens opposés et n'entrent pas en contact avec d'autres matériaux ou creusets. Le diamètre habituel du cristal tiré est d'environ 200 mm. En raison de leur grande pureté, les cristaux sont utilisés pour les semiconducteurs de puissance. Les générateurs TRUMPF Hüttinger à technologie à tubes sont utilisés dans ce procédé, dans la mesure où des fréquences élevées (2 - 3 MHz) sont nécessaires pour une puissance élevée (80 - 120 kW).

Cristal obtenu par le procédé de Czochralski

Procédé Czochralski

Le procédé Czochralski est la technologie la plus courante pour la croissance des cristaux. Le monocristal est tiré d'un bain de fusion qui se trouve dans un creuset. Pour le silicium, le creuset est chauffé par résistance, pour les cristaux à plus haut point de fusion (saphir), on utilise des creusets à chauffage inductif avec chemise en graphite. A l'aide d'un germe cristallin rotatif, qui est immergé dans la masse fondue, le monocristal est tiré de plusieurs millimètres par heure. Les fluctuations de température doivent être évitées. Le générateur doit donc fournir une puissance de sortie constante sur une durée prolongée. Une puissance de 20 à 100 kW à des fréquences autour de 15 kHz est nécessaire.

Physical Vapor Transport (procédé PVT)

Le procédé PVT (Physical Vapour Transport) est utilisé pour produire des cristaux de carbure de silicium (SiC) de haute pureté pour l'industrie des semiconducteurs. Une température de plus de 2 200° C est tout d'abord générée à l'intérieur d'un creuset en graphite chauffé par induction. Le produit de départ entre alors en phase gazeuse. Les particules de carbone et de silicium qui en résultent sont transportées par un gaz porteur, par exemple l'argon, par des mécanismes de transport naturels jusqu'au germe cristallin situé au-dessus, à une température plus basse. La condensation et la cristallisation ont lieu pour former un monocristal de grande pureté, sans qu'aucune réaction chimique ne se produise. Le contrôle précis de la température dans le réacteur est essentiel pour le succès du processus. Pour chauffer le réacteur, des générateurs TRUMPF Hüttinger sont utilisés dans la plage des moyennes fréquences (5& - 0 kHz) avec une puissance nominale allant jusqu'à 50 kW.

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Nikolas Hunzinger
Ventes Induction
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