Kvartsiupokas silikonista yksikiteistä vetämiseen

Semicorex-kvartsiupokas piikiekkojen valmistukseen on keskeinen komponentti piikiekkojen valmistuksessa. Yksikiteinen valmistusvaihe määrittää tekniset parametrit, kuten halkaisijan, kiteen suuntauksen, seostustyypin, ominaisvastusalueen ja -jakauman, happi- ja hiilipitoisuuden, vähemmistökantajan käyttöiän ja piin hilaviat. Se edellyttää, että mikroviat, happipitoisuus, metalliepäpuhtaudet ja kantoainepitoisuuden tasaisuus ovat kaikki hallittavissa tietyllä alueella.

Czochralskin yksikidekasvatusprosessissa kvartsiupokkaan siliconin Single Crystal Pullingin on kestettävä piin sulamispistettä korkeampia lämpötiloja (1420 ℃). Kvartsiupokas on enimmäkseen läpikuultava ja koostuu useista kerroksista.

Ulompi kerros on alue, jolla on korkea kuplitiheys, jota kutsutaan kuplakomposiittikerrokseksi; sisäkerros on 3-5 mm läpinäkyvä kerros, jota kutsutaan kuplan poistokerrokseksi. Kuplien tyhjennyskerroksen läsnäolo vähentää upokkaan liuoksen kosketusalueen tiheyttä, mikä parantaa yksikiteiden kasvua.

Koska kvartsiupokkaan sisäkerros on suoraan kosketuksessa piinesteen kanssa, se liukenee jatkuvasti piiksi ja upokkaan läpinäkyvässä kerroksessa oleva mikrokupla kasvaa halkeamaan ja vapauttamaan kvartsihiukkasia ja mikrokuplia. Nämä epäpuhtaudet virtaavat sitten koko piisulan läpi ja vaikuttavat suoraan piin yksikiteen kiteytymiseen ja laatuun.

KvartsiupokasSilicon Single Crystal Pulling on suoraan kosketuksissa piinesteen kanssa, joten epäpuhtaudet ja kuplat, joita ei hallita tehokkaasti tuotantoprosessissa, se vaikuttaa luonnollisesti vetokiteiden tuloksiin, jopa johtaa kiteen vetämisen epäonnistumiseen ja materiaalin pilaantumista/hävikkiä. Koska yksikiteiset piikiekot vaativat suurta puhtautta ja yksikidevetoprosessin kustannukset ovat korkeat, kvartsiupokkaalle piikiteen vetämiselle asetetaan korkeat vaatimukset puhtauden, kuplan suorituskyvyn ja laadun vakauden suhteen.

Epäpuhtaudet: Epäpuhtaudet vaikuttavat suoraan yksittäiskiteiden suorituskykyyn ja saantoon. Siksi epäpuhtauspitoisuuskvartsiupokas, joka on suorassa kosketuksessa piisulan kanssa, on ratkaiseva. Upokkaan liialliset epäpuhtaudet johtavat usein kiteytymiseen kvartsiupokkaassa (epäpuhtausionien paikallinen kerääntyminen, mikä johtaa viskositeetin laskuun). Jos kiteytymistä tapahtuu lähellä sisäpintaa, liian paksu paikallinen kiteytyskerros on taipuvainen kuoriutumaan pois, mikä estää yhden kiteen lisäkasvun; jos ulkoseinään muodostuu paksu kiteytyskerros, pohjassa esiintyy todennäköisesti pullistumia tai kaarevuutta; jos kiteytyminen tunkeutuu upokkaan runkoon, se voi helposti johtaa useisiin vakaviin seurauksiin, kuten piivuotoon.

Kuplat: Erittäin puhdas kvartsihiekka itsessään sisältää kaasu-nestesulkeuksia. Kiteenvetoprosessin aikana upokkaan sisäpinta, joka on kosketuksissa piisulan kanssa, liukenee jatkuvasti piisulaan.  Läpinäkyvän kerroksen mikrokuplat kasvavat jatkuvasti, ja lähimpänä sisintä pintaa olevat kuplat repeytyvät vapauttaen kvartsimikrohiukkasia ja mikrokuplia piisulaan. Näiden mikrohiukkasten ja mikrokuplien sisältämät epäpuhtaudet kulkeutuvat läpi koko piisulan, mikä vaikuttaa suoraan piin kiteytymiseen (saanto, kiteytysnopeus, kuumennusaika, suorat käsittelykustannukset jne.) ja yksikiteisen piin laatuun (rei'itetyt kiekot, mustat lastut jne.).