Кремний с плавающей зоной

Плавающий кремний – это очень чистый кремний, полученный методом вертикальной зонной плавки . Этот процесс был разработан в Bell Labs Генри Тойерером в 1955 году как модификация метода, разработанного Уильямом Гарднером Пфанном для германия . В вертикальной конфигурации расплавленный кремний имеет достаточное поверхностное натяжение , чтобы предотвратить отделение заряда. Основным преимуществом является рост без тигля, который предотвращает загрязнение кремния из самого сосуда и, следовательно, является альтернативой высокой чистоты кристаллам були, выращенным методом Чохральского .

Концентрации легких примесей, таких как элементы углерода (С) и кислорода (О ₂ ), чрезвычайно низки. Другая легкая примесь, азот (N ₂ ), помогает контролировать микродефекты, а также способствует повышению механической прочности пластин и в настоящее время намеренно добавляется на стадиях роста.

Диаметр пластин флоат-зоны обычно не превышает 200 мм из-за ограничений поверхностного натяжения во время роста. Поликристаллический , которая создает локализованную зону расплава , стержень из сверхчистого кремния электронного качества пропускается через катушку высокочастотного нагрева из которой растет кристаллический слиток. используется Затравочный кристалл на одном конце, чтобы начать рост. Весь процесс осуществляется в вакуумированной камере или при продувке инертным газом.

Зона расплава уносит с собой примеси и, следовательно, снижает концентрацию примесей (большинство примесей более растворимы в расплаве, чем в кристалле). Специализированные методы легирования, такие как легирование активной зоны , легирование таблетками, газовое легирование и легирование нейтронной трансмутацией, используются для введения однородной концентрации желаемой примеси.

Кремниевые пластины с плавающей зоной можно облучить нейтронами, чтобы превратить их в n-легированный полупроводник.

Приложение

Кремний с плавающей зоной обычно используется в силовых устройствах и детекторах , где требуется высокое удельное сопротивление. ^[1]^: 364 Он очень прозрачен для терагерцового излучения и обычно используется для изготовления оптических компонентов, таких как линзы и окна, для терагерцового диапазона. Он также используется в солнечных батареях спутников, поскольку имеет более высокую эффективность преобразования. ^[2]^[3]^[1]^: 364

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Сзе, С.М. (2012). Полупроводниковые приборы: физика и технология . МК Ли (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Уайли. ISBN 978-0-470-53794-7 . OCLC 869833419 .
^ «Новые инновации в области солнечной энергетики сокращают затраты на 60%, одновременно повышая эффективность на 24%» . 19 октября 2017 г. Проверено 20 октября 2017 г.
^ «Силиконовые солнечные панели с плавающей зоной — на 60% дешевле и на 25% эффективнее» . Проверено 20 октября 2017 г.

Майкл Риордан и Лилиан Ходдесон (1997) Хрустальный огонь: рождение информационного века , стр. 230, WW Norton & Company ISBN 0-393-04124-7 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б Сзе, С.М. (2012). Полупроводниковые приборы: физика и технология . МК Ли (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Уайли. ISBN 978-0-470-53794-7 . OCLC 869833419 .

[2] «Новые инновации в области солнечной энергетики сокращают затраты на 60%, одновременно повышая эффективность на 24%» . 19 октября 2017 г. Проверено 20 октября 2017 г.

[3] «Силиконовые солнечные панели с плавающей зоной — на 60% дешевле и на 25% эффективнее» . Проверено 20 октября 2017 г.

[1]

[2]

[3]