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CZ/FZ/NTD工艺区别
来源: | 作者:id1506174 | 发布时间: 2023-02-16 | 3607 次浏览 | 分享到:


      目前制备硅单晶的方法,主要是直拉法,亦称切克劳斯基(Czochralski)法,简称 CZ法,就是首先把多晶硅置于坩埚内加热熔化,然后采用小的结晶“种子”——籽晶,再慢慢向上提升、结晶,获得大的单晶锭。直拉法产量约占所有硅单晶的 80%;

      其次是悬浮区熔法(Floating Zone)法,简称 FZ法, 是水平区域熔化生长法,就是水平放置、采用感应线圈加热、并进行晶体生长的技术。
     

直拉法和悬浮区熔法生长单晶的对比见下表:


      另外还有一种是中子嬗变掺杂,Neutron Transmutation Doping (NTD): 是采用中子辐照的办法来对材料进行掺杂的一种技术,其最大优点就是掺入的杂质浓度分布非常均匀。

      对于半导体硅,通过热中子的辐照,可使部分的Si同位素原子转变为磷(P)原子[14Si31的半衰期为2.62小时]: 14Si30+ 中子 → 14Si31+γ射线 →→ 15P31+β射线;从而在Si中出现了施主磷而使Si成为了N型。

     中子嬗变掺杂直拉硅(NTD)的内吸除机理与直拉硅(CZ)不同,它是辐照缺陷与硅中氧杂质相互作用的结果。在1100℃、热退火4h即可完成中子嬗变掺杂直拉硅的内吸除处理。

       对于Ge,通过热中子的辐照,可使含量超过95%的同位素32Ge70原子转变为受主31Ga71,从而可使Ge成为P型半导体。
由于同位素原子在晶体中的分布是非常均匀的,而且中子在硅中的穿透深度又很大[≈2500px],所以这种N型Si和P型Ge的掺杂非常均匀。