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悬浮区熔法

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  是在20世纪50年代提出并很快被应用到晶体制备技术中。在悬浮区熔法中,使圆柱形硅棒固定于垂直方向,用高频感应线圈在氩气气氛中加热,使棒的底部和在其下部靠近的同轴固定的单晶籽晶间形成熔滴,这两个棒朝相反方向旋转。然后将在多晶棒与籽晶间只靠表面张力形成的熔区沿棒长逐步向上移动,将其转换成单晶。

  悬浮区熔法是在20世纪50年代提出并很快被应用到晶体制备技术中。在悬浮区熔法中,使圆柱形硅棒固定于垂直方向,用高频感应线圈在氩气气氛中加热,使棒的底部和在其下部靠近的同轴固定的单晶籽晶间形成熔滴,这两个棒朝相反方向旋转。然后将在多晶棒与籽晶间只靠表面张力形成的熔区沿棒长逐步向上移动,将其转换成单晶。

  悬浮区熔法制备的单晶硅氧含量和杂质含量很低,经过多次区熔提炼,可得到低氧高阻的单晶硅。如果把这种单晶硅放入核反应堆,由中子嬗变掺杂法对这种单晶硅进行掺杂,那么杂质将分布得非常均匀。这种方法制备的单晶硅的电阻率非常高,特别适合制作电力电子器件。悬浮区熔法制备的单晶硅仅占有很小市场份额。

  悬浮带熔法是在充满氩气的密封反应室中进行的,首先将一根长度大约为50到100厘米的多晶态硅棒垂直的放置在高温反应室里,加热线圈把硅棒的末端融化,然后把籽晶晶体熔入已经熔化的区域,熔体将会藉着熔融硅的表面张力而悬浮在籽晶与多晶棒之间,然后加热线圈缓慢向上升高而把熔融硅上方部分的多晶硅棒熔化。此时靠近籽晶的一端熔融硅开始凝固,形成与籽晶晶体相同的晶向。当加热线圈扫过整个硅棒后,便能使其转变成单晶硅的晶棒。

  悬浮区熔法有两个主要的缺点,其一是熔体与晶体的界面复杂,所以很难得到无层错的晶体,其二是它的成本很高,因为它需要高纯度的多晶硅棒当做原始材料。

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