Float-zone kisel
Float-zone kisel är mycket rent kisel som erhålls genom vertikal zonsmältning . Processen utvecklades vid Bell Labs av Henry Theuerer 1955 som en modifiering av en metod utvecklad av William Gardner Pfann för germanium . I den vertikala konfigurationen har smält kisel tillräcklig ytspänning för att hålla laddningen från att separera. De största fördelarna är degellös tillväxt som förhindrar kontaminering av kisel från själva kärlet och därför ett naturligt högrent alternativ till boulekristaller odlade med Czochralski-metoden .
Koncentrationerna av lätta föroreningar, såsom kol (C) och syre (O 2 ) element, är extremt låga. En annan lätt förorening, kväve (N 2 ), hjälper till att kontrollera mikrodefekter och åstadkommer också en förbättring av skivornas mekaniska styrka, och tillsätts nu avsiktligt under tillväxtstegen.
Diametrarna på float-zon wafers är i allmänhet inte större än 200 mm på grund av ytspänningsbegränsningarna under tillväxt. En polykristallin stav av ultrarent kisel av elektronisk kvalitet passerar genom en RF-värmeslinga , som skapar en lokaliserad smält zon från vilken kristallgötet växer. En frökristall används i ena änden för att starta tillväxten. Hela processen utförs i en evakuerad kammare eller i en inertgasrening.
Den smälta zonen tar med sig föroreningarna och minskar därför föroreningskoncentrationen (de flesta föroreningar är mer lösliga i smältan än kristallen). Specialiserade dopningstekniker som kärndopning , tablettdopning, gasdopning och neutrontransmutationsdopning används för att införliva en enhetlig koncentration av önskvärd förorening.
Float-zone kiselskivor kan bestrålas av neutroner för att förvandla den till en n-dopad halvledare.
Ansökan
Flytzonskisel används vanligtvis för kraftenheter och detektorapplikationer , där hög resistivitet krävs. Det är mycket transparent för terahertzstrålning och används vanligtvis för att tillverka optiska komponenter, såsom linser och fönster, för terahertz-applikationer. Det används också i solpaneler av satelliter eftersom det har högre konverteringseffektivitet.
Se även
- Michael Riordan & Lillian Hoddeson (1997) Crystal Fire: the birth of the information age , sida 230, WW Norton & Company ISBN 0-393-04124-7 .