Buffl

VL 3

ek
by enzo K.

(2 Punkte/Points) Warum wird bei der Herstellung von Silizium-Einkristallen die Zonenschmelzmethode eingesetzt? Wie funktioniert diese?

• Die Zonenschmelzmethode wird eingesetzt, um hochreine Silizium-Einkristalle zu erzeugen. Diese Einkristalle sind essentiell für die Herstellung von Halbleiterbauelementen, da sie frei von Verunreinigungen und Defekten sein müssen.

1. Ausgangsmaterial:

• Das Verfahren beginnt mit einem polykristallinen, gereinigten Siliziumstab. Dieser Stab besteht aus vielen kleinen Kristallen, die in unterschiedlichen Orientierungen zueinander angeordnet sind.

2. Induktives Aufschmelzen:

• Ein Ende des Siliziumstabs wird durch Induktion erhitzt, wodurch eine Schmelzzone entsteht. Die Induktion ermöglicht eine präzise Kontrolle der Temperatur und damit der Schmelze.

3. Kontakt mit dem Impfkristall:

• Ein Einkristall, der als Impfkristall dient, wird an die Schmelzzone herangeführt. Dieser Impfkristall bestimmt die Kristallstruktur, die sich in der Schmelzzone bildet.

4. Monokristallines Erstarren:

• Die Schmelze beginnt zu erstarren, wobei sich die Atome in der Struktur des Impfkristalls anordnen. So wächst der Siliziumstab als monokristalliner Einkristall weiter.

5. Bewegung der Schmelzzone:

• Eine Spule wird entlang des Stabes bewegt, wodurch die Schmelzzone kontinuierlich durch den Stab wandert. Dabei wird immer nur ein kleiner Abschnitt des Stabs aufgeschmolzen und anschließend wieder kristallisiert.

6. Verunreinigungstrennung:

• Verunreinigungen im Siliziumstab haben andere Schmelzpunkte als das reine Silizium. In der Schmelze befinden sie sich in einer energetisch günstigeren Umgebung als im Festkörper.

• Aufgrund dieser Eigenschaften wandern die Verunreinigungen mit der Schmelzzone mit und sammeln sich am Ende des Siliziumstabs.

7. Abscheidung der Verunreinigungen:

• Sobald die Schmelzzone das Ende des Stabs erreicht, haben sich die meisten Verunreinigungen dort angesammelt. Dieser verunreinigte Bereich kann dann abgeschnitten und entfernt werden.

Author

enzo K.

Information

Last changed