电子级单晶硅的制备方法

作者&投稿:潜贱 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 制备电子级单晶硅的常见方法是通过Czochralski法(Cz法)或区熔法(Float Zone Method)。

1. Czochralski法(Cz法):
- 首先,取一块高纯度的多晶硅作为种子晶体,并将其放在熔融硅熔体上。
- 然后,缓慢提升温度,使熔体在种子晶体上结晶生长。晶体被拉升出熔体,形成单晶硅柱。
- 在拉升的过程中,控制温度梯度和拉升速度,以获得所需的晶体质量和尺寸。
- 最后,对获得的单晶硅进行切割、抛光等加工工艺,得到电子级单晶硅片。

2. 区熔法(Float Zone Method):
- 首先,取一根高纯度的多晶硅棒,将其部分加热熔融。
- 在熔融区域与非熔融区域之间建立一定的温度梯度。
- 通过移动熔融区域和非熔融区域之间的界面,使熔融区域逐渐向前移动。
- 在界面上结晶生长的硅在非熔融区域中逐渐凝固,形成单晶硅。
- 根据需要,可以重复区熔过程多次,以提高单晶硅的纯度和质量。
- 最后,对获得的单晶硅进行切割、抛光等加工工艺,得到电子级单晶硅片。

这些方法需要高纯度的硅原料和严格的工艺控制,以确保获得电子级单晶硅,用于制备半导体器件和集成电路等高精度应用。制备过程中的纯净度要求非常高,以避免杂质的引入,影响材料的电学性能。

电子级单晶硅的制备方法一般分为三个步骤:1、硅的制备;2、单晶硅的制备;3、电子级单晶硅的制备。
1、硅的制备:硅的制备方法有多种,其中比较常用的是通过三氯化硅(SiCl3)和氢气(H2)发生化学反应制备硅。首先将三氯化硅和氢气混合,在高温下进行化学反应,生成四氢化硅(SiH4),然后将四氢化硅在高温下分解成纯度较高的硅。
2、单晶硅的制备:单晶硅是由纯度极高的硅晶体生长而成的。制备单晶硅的方法主要有两种:Czochralski法和分片法。Czochralski法是将硅材料放入石英坩埚中,在高温下熔化,然后通过旋转和拉拔的方式,使硅晶体逐渐生长成为单晶。分片法则是将硅材料切成小片,然后将小片进行再结晶,生长成单晶。
3、电子级单晶硅的制备:电子级单晶硅需要进一步提高硅的纯度和晶体质量。在单晶硅生长的过程中,控制硅晶体生长的速率、温度等参数,以保证晶体的纯度和质量。同时,对生长出的单晶硅进行加工处理,去除表面杂质和缺陷,进一步提高纯度和质量,制备出电子级单晶硅。

电子级单晶硅制备一般有以下步骤:

1. 制备多晶硅块。将硅矿石通过冶炼和纯化工艺制备成多晶硅块,通常采用卡门法和碘气法等方法。

2. 制备单晶硅。将多晶硅块作为原料进行单晶生长。原理是通过将多晶硅块熔化后,在高温高压的条件下,通过单晶种子的移动,使单晶逐渐生长到所需尺寸和形状。具体单晶生长方法主要有气相输送法(CZ法)和浸没法(FZ法)两种,前者较为常用。

3. 清洗和纯化。通过物理、化学或机械处理,去除单晶硅表面和内部的不纯物质,以达到电子级高纯度单晶硅的要求。

4. 量产加工。将单晶硅进行切割、抛光,制成晶圆,为半导体器件的制造提供原材料。

需要指出的是,电子级单晶硅高纯度要求非常高,可以达到10的几次方级别。因此以上步骤较为复杂,生产环节也相对较多,需要进行严格的控制和监测。

电子级单晶硅是用于半导体器件制造的重要材料之一,其制备方法有几种。其中最常用的是Czochralski法,它通过在熔融硅中引入铜棒进行掺杂,然后在高温下拉出单晶锭。另一种方法是Float-Zone法,其原理是用纯净的单晶作为种子,通过浮区法在多晶硅中生长单晶。此外,还有其他几种方法,如铸造法、电化学析出法等。这些方法各有优缺点,但无论哪种方法,都需要高度纯净的硅原材料和高精度的生长设备才能得到高质量的电子级单晶硅材料。

单晶硅与多晶硅的区别
答:例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统...

单晶硅和多晶硅有什么区别?
答:多晶硅性质:多晶硅具有半导体性质,其中微量的杂质会大大影响其导电性,多晶硅按纯度分为电子级、太阳能级和冶金级。在工业中,多晶硅可被用于太阳能光伏产业制造太阳能电池,其性价比较单晶硅太阳能电池高。此外,多晶硅还广泛用于全球电子工业,制造半导体晶体管等,多晶硅也是拉制单晶硅的重要原料。

太阳能电池片经过几道工序生产?
答:因为正是PN结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。 四、去磷硅玻璃 该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在...

单晶硅和多晶硅有毒吗?
答:单晶硅片 当前开发得最快的一种太阳电池,它的构成和生产工艺已定型,产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料,纯度要求99.999%。为了降低生产成本,现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。2.多晶硅片 单晶硅太阳电池的生产需要消耗大量的...

请您浅谈多晶硅的工艺及发展,您是否了解这方面的内容呢?
答:除了传统工艺(电子级和太阳能级兼容)及技术升级外,还涌现出了几种专门生产太阳能级多晶硅的新工艺技术,主要有:改良西门子法的低价格工艺;冶金法从金属硅中提取高纯度硅;高纯度SiO2直接制取;熔融析出法(VLD:Vaper to liquid deposition);还原或热分解工艺;无氯工艺技术,Al-Si溶体低温制备太阳能级硅;熔盐电解法等...

太阳能电池板多晶硅好还是单晶硅好?
答:多晶硅性质:多晶硅具有半导体性质,其中微量的杂质会大大影响其导电性,多晶硅按纯度分为电子级、太阳能级和冶金级。在工业中,多晶硅可被用于太阳能光伏产业制造太阳能电池,其性价比较单晶硅太阳能电池高。此外,多晶硅还广泛用于全球电子工业,制造半导体晶体管等,多晶硅也是拉制单晶硅的重要原料。

多晶硅制造方法及步骤?
答:主要工艺是:将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃,流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注进,在石墨管内壁1500℃高温处反应天生液体状硅,然后滴进底部,温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。3)重掺硅废物提纯法生产太阳能级多晶硅 据美国Crystal Systems资料报导[1],美国通过对重掺单晶硅生产过程...

多晶硅是什么
答:单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶硅主要用于制作半导体元件。用途: 是制造半导体硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等 单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的...

洛阳单晶硅有限公司概况
答:洛阳单晶硅有限责任公司是国家投资兴建的、为军工科研和信息产业提供半导体硅材料的高新技术企业。工厂始建于1966年,是国内最早成立的国有大型硅材料生产企业。60年代,第一个从日本引进技术和装备。

听说有厂家用铸锭炉做出了准单晶硅,想问一下这个准单晶是如何定义的的...
答:这个准单晶可以看做是“原子排列相对有序的多晶硅”,排列有序那就是比较透明的,因此转换率较高就好理解。不过因为没有严格的原子排列顺序,可以预测其导电性能也是不如单晶硅,因此是不可能用作电子级晶圆的。结论就是种好点的多晶硅而已。转换率18.3%,无锡尚德多晶单晶转换率已经达到17.5%、19.5%,...