欢迎光临广州硅峰电子科技有限公司网站 硅片| 收藏本站| 区熔硅片| 石英片
全国热线
谢经理:13825058605 020-81554595

热点资讯

咨询热线:

谢经理:13825058605 020-81554595

邮件: lance@plutosemi.com

电话:020-81554595

地址: 广东省广州市荔湾区芳村大道西392号龙湾广场

区熔法-区熔硅片

区熔法

区熔法又称Fz法,即悬浮区熔法。
区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区,再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动,通过整根棒料,生长成一根单晶,晶向与籽晶的相同。[1]
 
中文名
区熔法
又    称
Fz法
悬浮区熔法
方    式
利用热能在半导体棒料的一端

目录

  1. 1 区熔法的分类
  2. 2 区熔法单晶生长
  1. 3 采用与直拉单晶类似的方法
  1. 4 区熔法的模拟仿真

区熔法的分类

编辑
区熔法分为两种:水平区熔法和立式悬浮区熔法。前者主要用于锗、GaAs等材料的提纯和单晶生长。后者主
要用于硅,这是由于硅熔体的温度高,化学性能活泼, 容易受到异物的玷污,难以找到适合的舟皿,不能采用水平区熔法。

区熔法单晶生长

编辑
如果需要生长及高纯度的硅单晶,其技术选择是悬浮区熔提炼,该项技术一般不用于GaAs。区熔法可以得到低至1011cm-1的载流子浓度。区熔生长技术的基本特点是样品的熔化部分是完全由固体部分支撑的,不需要坩埚。柱状的高纯多晶材料固定于卡盘,一个金属线圈沿多晶长度方向缓慢移动并通过柱状多晶,在金属线圈中通过高功率的射频电流,射频功率技法的电磁场将在多晶柱中引起涡流,产生焦耳热,通过调整线圈功率,可以使得多晶柱紧邻线圈的部分熔化,线圈移过后,熔料在结晶为为单晶。另一种使晶柱局部熔化的方法是使用聚焦电子束。整个区熔生长装置可置于真空系统中,或者有保护气氛的封闭腔室内。

采用与直拉单晶类似的方法

编辑
为确保生长沿所要求的晶向进行,也需要使用籽晶,采用与直拉单晶类似的方法,将一个很细的籽晶快速插入熔融晶柱的顶部,先拉出一个直径约3mm,长约10-20mm的细颈,然后放慢拉速,降低温度放肩至较大直径。顶部安置籽晶技术的困难在于,晶柱的熔融部分必须承受整体的重量,而直拉法则没有这个问题,因为此时晶定还没有形成。这就使得该技术仅限于生产不超过几公斤的晶锭。
区熔法的模拟仿真
编辑
目前,区熔法的仿真,一般只有通过编程来实现,也有一些人采用通用型仿真软件来做,例如,2001年,K.Lin、RDold等人[2]  用FIDAP有限元法对使用电阻加热式区熔单晶炉的热辐射进行数值模拟,但只求解了温度场;2002年,H.Kohno, T. Tanahashi[3]  等人使用GSMAC-FEM三维数值模拟方法对直拉法和区溶法生长单晶娃时熔体对流和融化变形过程进行研究,但仅仅只求解了流场的情况;我国的庞炳远[4]  等人对区熔单晶桂单晶生长的电磁场有所研究;2013年,浙江大学的沈文杰,利用ANSYS软件,做了大直径区熔硅单晶生长设备电磁场及温度场的数值模拟与实验研究,考虑了两个物理场的因素。
可以看出,通用型软件无法实现多余2个物理场的控制因素,因涉及过于复杂的各物理场控制、耦合,工艺参数无法便利调节。世面上已经有了专用的商业软件,德国柏林技术大学的Wünscher[5]  ,利用FEMAG-FZ软件,分析了锗、硅单晶在区熔法生长过程中的温度场、线圈电磁场、氩气、氦气与熔体的流场,还有电磁力,转速的影响等等;比利时鲁汶大学的François Dupret[6]  教授利用团队研发的FEMAG-FZ,确定恒定直径、最佳结晶速率所需要的坩埚旋转速度、加热器功率以及磁场强度等关系。

广州硅峰电子科技有限公司
一流的半导体材料解决方案供应商
电话号码:020-81554595
谢经理:13825058605
Website: http://www.plutosemi.com
邮箱:sales@plutosemi.com
传真:020-81688429
地址:广东省广州市荔湾区芳村大道西392号龙湾广场