Процес на Чохралски: Разлика между версии

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м Bot: Automated text replacement (-( +(); козметични промени
м форматиране: 3x нов ред, 2x кавички, 2x тире, 2x тире-числа (ползвайки Advisor)
Ред 1:
{{без източници}}
[[Файл:Czochralski Process bg.svg|мини|350px|Израстване на [[силиций|силициев]] монокристал по процеса на [[Ян Чохралски|Чохралски]]]]
 
 
'''Процес на Чохралски''' e метод на израстване на кристали, използван за получаването на единични (моно-)[[кристали]] от [[полупроводник|полупроводници]] ([[силиций]], [[германий]] или [[галиев арсенид]]), метали ([[паладий]], [[платина]], [[сребро]], [[злато]]) или соли. Процесът носи името на полския учен [[Ян Чохралски]], който открива метода през [[1916]], докато изучава скоростта на кристализиране на металите.
Line 8 ⟶ 7:
Тъй като процесът има най-широко приложение за израстване на силициеви монокристали, тук ще бъде описан този случай.
 
Първата стъпка от процеса е разтапянето на силиций с висока степен на чистота в [[тигел]], най-често направен от [[кварц]]. Към силиция се прибавят примеси (най-често [[бор]] или [[фосфор]]), които променят електрическите свойства на силиция (при прибавяне на [[бор]] се получваполучава n-силиций (с [[електронна проводимост|n-проводимост]]), а при прибавяне на [[фосфор]] - – p-силиций (с [[дупчеста проводимост|p-проводимост]])). Температурата на силиция се понижава до близка на тази на втвърдяването, след което в него се потапя пръчка, която има на върха си силициев монокристал (“зародиш”„зародиш“). Понеже кристалът на върха на пръчката има по-ниска температура от тази на разтопения силиций, силицият в непосредствена близост до него се втвърдява и залепва за него. Пръчката се изтегля нагоре и едновременно се върти (със скорост 3- – 4 сантиметра в час и 1- – 2 оборота в минута). Чрез прецизно контролиране на температурата и скоростта на въртене на пръчката е възможно да бъде изтеглен голям монокристал. За да се избегне окисляването, целият процес се извършва в среда на инертен газ (например [[аргон]]) и в камера от инертен материал (например [[кварц]]).
 
=== Размери ===
Най-големите силициеви кристали са с големина 400 mm в диаметър и 1 до 2 метра дълги. Кристалите с диаметър 200 mm и 300 mm са стандартни в индустриалните процеси. От кристалите се нарязват тънки силициеви [[подложка (електроника)|подложки]] (обикновено с дебелина 0,2 - – 0,75 mm и при спазване на ориентацията на кристалографските равнини) и се полират до изключителна гладкост за направата на [[интегрална схема|интегрални схеми]].
 
== Други методи ==
Други методи за получаване на големи полупроводникови монокристали, от които след това да се изрязват необходимите за производството на чипове пластини, са зонното топене и по-специално: [[безтигелно зонно топене|безтигелното зонно топене]]. Преимуществото им е постигането на по-голяма чистота на монокристала по отношение на примеси, а недостатък (засега) е ограничението на максималния диаметър на монокристала до 8 инча.
 
 
<gallery>
Image:Czochralski method crucibles.jpg|[[Тигел]] използван при процеса на Чохралски
Image:Silicon seed crystal puller rod.jpg|Пръчка със "зародиш"„зародиш“ на върха
Image: Czochralski method used crucible 1.jpg|[[Тигел]] след като е бил използван
Image:Monokristalines Silizium für die Waferherstellung.jpg|Силициев монокристал