晶体拉制

长期稳定的发生器保证最佳结构

合成晶体制造的重要性日益凸显。对工业而言,像硅和碳化硅这样的高纯度半导体材料以及像蓝宝石这样的氧化物尤其至关重要。它们可用于制造半导体和太阳能行业的晶片或基板。

浮区法

浮区法

在该方法中,垂直方向的多晶棒(例如硅)在直径只有几毫米的单线圈感应器中连续熔化(1.5-4 mm/min),并在感应器下方被拉制成高纯度的单晶。两根棒料反向旋转,不会与其他材料或坩埚接触。拉制晶体的直径通常约为 200 mm。由于纯度较高,晶体可用于功率半导体。该方法使用采用电子管技术的通快霍廷格电子发生器,因为需要高频率 (2-3 MHz) 兼大功率 (80-120 kW)。

依据柴可拉斯基原理培养晶体

柴可拉斯基法

柴可拉斯基法是最常见的晶体生长方法。单晶体由位于坩埚中的熔融物拉制而成。就硅而言,使用电阻加热坩埚;对于熔点更高的晶体(蓝宝石),使用带石墨护套的感应加热坩埚。借助浸入熔融物的旋转籽晶,每小时拉制几毫米的单晶体。在此期间必须避免温度波动。为此发生器必须在较长时间内提供恒定的输出功率。需要在 15 kHz 左右的频率下介于 20 与 100 kW 之间的功率。

物理气相传输(PVT 法)

PVT 法(物理气相传输)用于半导体工业中高纯度碳化硅晶体 (SiC) 的制造。首先在感应加热石墨坩埚内部产生 2200 ℃ 以上的高温。由此使输出材料处于气相状态。产生的由碳和硅组成的颗粒通过载气(如氩气)以自然传输机制传输到上方温度更低的籽晶。在那里经冷凝结晶形成高纯度的单晶体,在此期间不发生化学反应。反应器中精确的温度控制是该方法获得成功的关键。使用中频范围内 (5 – 0 kHz)、理论功率高达 50 kW 的通快霍廷格电子发生器来加热反应器。

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Nikolas Hunzinger
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