بوته کوارتز ذوب شده با خلوص بالا برای کشیدن تک کریستال

در حال حاضر سیلیکون مونو کریستال با استفاده از سیلیکون پلی کریستالی به عنوان ماده اولیه و روش Czochralski تولید می شود. در تولید سیلیکون تک کریستالی،کوارتزبوته یک ماده حیاتی برای ذوب سیلیکون و رشد کریستال است و تأثیر مستقیم و قابل توجهی بر هزینه تولید و کیفیت محصول سیلیکون تک کریستالی دارد.

رابوته کوارتزیکی از اجزای اصلی کوره تک کریستال Czochralski است. مرحله آماده سازی تک کریستال پارامترهای فنی مانند قطر، جهت کریستال، نوع هدایت دوپینگ، محدوده مقاومت و توزیع، غلظت اکسیژن و کربن، طول عمر حامل اقلیت، و عیوب شبکه مواد سیلیکونی را تعیین می کند. عیوب میکرو، غلظت اکسیژن، ناخالصی های فلزی و یکنواختی غلظت حامل همگی باید در محدوده خاصی کنترل شوند. در فرآیند تک کریستالی Czochralski، بوته کوارتز نیاز به تحمل دماهای بالا بالاتر از نقطه ذوب سیلیکون (1420 درجه سانتیگراد) دارد. بوته های کوارتز عمدتاً نیمه شفاف و از چند لایه تشکیل شده اند. لایه بیرونی ناحیه ای با تراکم حباب بالا است که لایه مرکب حباب نامیده می شود. لایه داخلی یک لایه شفاف 3-5 میلی متری است که به آن لایه خالی از حباب می گویند. وجود لایه خالی از حباب، چگالی بوته را در ناحیه در تماس با محلول کاهش می دهد و در نتیجه رشد تک کریستال را بهبود می بخشد.

از منظر کیفیت، لایه داخلی بوته کوارتز، به دلیل تماس مستقیم با سیلیکون مذاب، به طور مداوم در طی فرآیند کشیدن کریستال در سیلیکون مذاب حل می شود.  میکرو حباب های لایه شفاف بوته به طور مداوم رشد کرده و پاره می شوند و ذرات کوارتز و حباب های میکرو را در سیلیکون مذاب آزاد می کنند. این ناخالصی‌ها به شکل ذرات میکرو و حباب‌های میکرو، توسط جریان مایع سیلیکونی در سراسر مذاب سیلیکون حمل می‌شوند و مستقیماً بر تبلور سیلیکون و کیفیت تک کریستال تأثیر می‌گذارند.

از منظر هزینه،بوته های کوارتزدارای یک ویژگی مصرفی قوی در زنجیره صنعت سیلیکون تک کریستالی هستند و استفاده از روش Czochralski پیوسته نیز تقاضاهای بیشتری را در طول عمر بوته کوارتز ایجاد می کند. خلوص بالا و مقاومت در برابر دمای بالا بوته کوارتز تضمینی برای کشیدن تک کریستال و کیفیت تک کریستالی است. بر اساس نیازهای خلوص ویفرهای سیلیکونی تک کریستالی، بوته کوارتز پس از یک یا چند چرخه گرمایش و کشش کریستال دور ریخته می شود و نیاز به تعویض منظم دارد و آن را به یک کالای مصرفی تبدیل می کند.

علاوه بر این، اگربوته کوارتزمشکلات کیفی در طول فرآیند کشیدن کریستال دارد، باعث می شود کل میله سیلیکونی تک کریستال از بین برود. بوته های کوارتز عمدتاً با استفاده از روش قوس الکتریکی با ماسه کوارتز با خلوص بالا به عنوان ماده خام اصلی تولید می شوند. خلوص ماسه کوارتز یک عامل بسیار مهم است که بر کیفیت بوته کوارتز تأثیر می گذارد. بوته کوارتز ساختاری دو لایه دارد: لایه بیرونی یک ناحیه با چگالی بالا است که لایه مرکب حباب نامیده می شود. لایه داخلی یک لایه شفاف 3-5 میلی متری است که به آن لایه خالی از حباب می گویند.

وجود لایه داخلی، لایه خالی از حباب، چگالی حباب را در ناحیه ای که بوته با محلول تماس می گیرد کاهش می دهد. هرچه خلوص ماسه کوارتز کمتر باشد، احتمال ایجاد لکه های سیاه و حباب در طول فرآیند ذوب در دمای بالا بیشتر می شود. هنگامی که به عنوان ماسه لایه داخلی استفاده می شود، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دماهای بالا باعث می شود که حباب های موجود در دیواره داخلی بوته کوارتز آزاد شوند، بنابراین بر پایداری و میزان موفقیت تولید ویفر سیلیکونی تک کریستالی تأثیر می گذارد. بنابراین، ماسه لایه داخلی به ماسه کوارتز با خلوص بالاتر نیاز دارد و در نتیجه قیمت بالاتری دارد. علاوه بر این، ماسه کوارتز مورد استفاده برای بوته ها دارای الزامات خاصی برای سطوح مختلف ناخالصی است. به عنوان مثال، ناخالصی بیش از حد فلزات قلیایی می تواند باعث تبلور در بوته شود، که منجر به کدورت و تغییر شکل می شود، در حالی که محتوای هیدروکسیل بیش از حد می تواند باعث ایجاد تاول در بوته شود.

Semicorex ارائه می دهدبوته کوارتز ذوب شده با خلوص بالا برای کشیدن تک کریستال سیلیکون. اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com