Кварцен сад за влечење силиконски единечни кристали

Семикорекс кварцниот сад за влечење силиконски единечни кристали е основната компонента во производството на силиконски нафора. Фазата на подготовка на еден кристал ги одредува техничките параметри, како што се дијаметарот, ориентацијата на кристалите, типот на допинг, опсегот на отпорност и дистрибуцијата, концентрацијата на кислород и јаглерод, животниот век на малцинскиот носач и дефектите на решетката на силиконот. Потребно е микро-дефектите, концентрацијата на кислород, металните нечистотии и униформноста на концентрацијата на носачот, сите да бидат контролирани во одреден опсег.

Во процесот на раст со еден кристал Czochralski, кварцниот сад за влечење силикон со единечни кристали треба да издржи температури повисоки од точката на топење на силициумот (1420℃). Кварцниот сад е претежно проѕирен и составен од повеќе слоеви.

Надворешниот слој е регион со висока густина на меурчиња, наречен композитен слој на меурчиња; внатрешниот слој е проѕирен слој од 3-5 мм, наречен слој на исцрпување на меурчиња. Присуството на слојот со осиромашување на меурчиња ја намалува густината на контактната површина на садот-растворот, а со тоа го подобрува растот на еден кристал.

Бидејќи внатрешниот слој на кварцниот сад директно контактира со силициумската течност, таа континуирано ќе се раствора во силикон, а микро меурот во проѕирниот слој на садот ќе порасне за да пукне и да ги ослободи кварцните честички и микро меурчиња. Овие нечистотии потоа течат низ целото топење на силиконот, директно влијае на кристализацијата и квалитетот на силиконскиот монокристал.

Кварцна садницаза Silicon Single Crystal Pulling директно контактира со силиконската течност, така што нечистотиите и меурите кои не се ефикасно контролирани во процесот на производство, очигледно ќе влијае на резултатите од влечењето на кристалите, па дури и ќе доведе до неуспех на влечење на кристалите и материјално расипување/отпад. Бидејќи еднокристалните силиконски наполитанки бараат висока чистота и цената на процесот на влечење со еден кристал е висока, има големи барања за кварцниот сад за влечење со единечни кристали во однос на чистотата, перформансите на меурчињата и стабилноста на квалитетот.

Нечистотии: Нечистотиите директно влијаат на перформансите и приносот на единечните кристали. Затоа, содржината на нечистотија наНапресудниот сад кој е во директен контакт со топењето на силициумот е од клучно значење. Прекумерните нечистотии во садот често доведуваат до кристализација во кварцниот сад (локална акумулација на јони на нечистотија што доведува до намалена вискозност). Ако се појави кристализација во близина на внатрешната површина, претерано дебелиот локален слој за кристализација е склон кон лупење, спречувајќи го понатамошниот раст на еден кристал; ако на надворешниот ѕид се формира дебел слој за кристализација, најверојатно ќе се појави испакнување на дното или искривување; ако кристализацијата продре во телото на садот, лесно може да доведе до низа сериозни последици како што е истекување на силикон.

Меурчиња: Самиот кварцен песок со висока чистота содржи гас-течни подмножества. За време на процесот на влечење на кристалите, внатрешната површина на садот во контакт со топењето на силициумот постојано се раствора во топењето на силициумот.  Микро меурчињата во проѕирниот слој постојано растат, а меурчињата најблиску до највнатрешната површина пукаат, ослободувајќи кварцни микро честички и микро меурчиња во силиконот. Нечистотиите во овие микро честички и микро меурчиња се пренесуваат низ целото топење на силициумот, директно влијаејќи на кристализацијата на силициумот (стапка на издашност, стапка на кристализација, време на загревање, директни трошоци за обработка итн.) и на квалитетот на еднокристалниот силициум (дупнати наполитанки, црни чипови итн.).