Кристалічний кремній definition of кристалічний кремній and synonyms of кристалічний

Попередня ◈ Наступна

Arabic Bulgarian Chinese Croatian Czech Danish Dutch English Estonian Finnish French German Greek Hebrew Hindi Hungarian Icelandic Indonesian Italian Japanese Korean Latvian Lithuanian Malagasy Norwegian Persian Polish Portuguese Romanian Russian Serbian Slovak Slovenian Spanish Swedish Thai Turkish Vietnamese

definition - Кристалічний кремній

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

Кристалічний кремній - це основна форма, в якій використовується кремній при виробництві фотоелектричних перетворювачів і твердотільних електронних приладів методами планарної технології .Актівно розвивається використання кремнію у вигляді тонких плівок (епітаксійних шарів) кристалічної і аморфної структури на різних підкладках.

Кристалічний кремній виробляється шляхом перекристалізації полікристалічного кремнію не змішано або змішаного в тій чи іншій пропорції з кристалічним кремнієм. Перекристалізація проводиться одним з відомих способів. Найбільш поширеними є метод Чохральського і метод спрямованої кристалізації розплаву в тиглі. У меншій мірі для отримання найбільш чистих кристалів з максимальним питомим електричним опором і часом життя неосновних носіїв заряду використовується метод зонної плавки.

Види кристалічного кремнію

Залежно від змісту основних легуючих домішок, що визначають питомий електричний опір кремнію і час життя неосновних носіїв заряду, розрізняють:

Залежно від способу перекристалізації розрізняють:

1. кремній монокристалічний - циліндричні злитки кремнію моно- і полікристалічний структури з діаметром до 400мм, отримані методом Чохральського;

2. кремній монокристалічний бестігельной - циліндричні злитки кремнію монокристалічних структури з діаметром до 150 мм, отримані методом бестигельной зонного плавлення;

3. мультікремній - прямокутні блоки кремнію полікристалічної структури з розмірами до 1000х1000х600мм (?), Отримані методом спрямованої кристалізації в контейнері;

4. кремнієві труби полікристалічної структури з діаметром до 100 мм, кремнієві стрічки дендритних (полікристалічної) структури з шириною до 30мм, отримані методом Чохральського з застосуванням або без застосування фильер - давно втратили актуальність через нераціональне використання сировини і ресурсів;

5. кремнієві прутки полікристалічної структури з діаметром до 5 мм, отримані методом безперервного лиття через фільєри на повітрі - раніше використовувалися як нагріваються підкладки для осадження кремнію при отриманні кремнію полікристалічного методом Сіменса, давно втратили актуальність через невисоку чистоти методу;

6. кремнієвий скрап - обрізки, уламки та інші чисті відходи виробництва кремнію описаними вище методами без слідів окислення, вплавлений частин тигля або футеровки - в свою чергу може бути розділений на підгрупи в залежності від походження - використовується в якості оборотного сировини при виробництві кристалічного кремнію;

7. Pot-скрап - осколки, обрізки та інші відходи виробництва кристалічного кремнію описаними вище способами із залишками тиглів або футеровки, слідами окислення, шлаку - як правило це також та галузь, куди при кристалізації відсував домішки - найбільш брудний кремній - в свою чергу може бути розділений на підгрупи в залежності від походження - після очищення від вкраплень сторонніх речовин може використовуватися як добавка до оборотного сировини при отриманні марок кремнію зі зниженими вимогами до якості.

Кремній монокристалічний бестігельной проводиться тільки електронного якості. Мультікремній проводиться тільки сонячного качества.Монокрісталліческій кремній, труби і стрічки одержувані методом Чохральського можуть бути як електронного, так і сонячного якості.

монокристалічний кремній

До монокристалічного кремнію відносяться циліндричні злитки кремнію вирощені методом Чохральського. Злитки можуть мати монокристалічного бездислокаційних структуру (число дислокацій не більше 10шт / кв.см); монокристалічного структуру з лініями ковзання, двійникові структуру (двох і трёхзеренние кристали), полікристалічну структуру з дрібним і великим зерном.

Залежно від умов вирощування злитки, що мають у верхній (прізатравочной) області бездислокаційних структуру, можуть припиняти бездислокаційних зростання утворюючи спочатку в структуру з лініями ковзання (в ході росту розвиваються лінії ковзання проростають в бездислокаційних частина злитка на довжину близько діаметра злитка) а потім полікристалічну структуру утворену поступово зменшується до 2-3 мм в поперечному перерізі кристаллитами.

Двійникові кристали, вирощувані від двойнікових запалів, спочатку мають на междвойніковой кордоні джерела дислокацій. Тому в двойнікових кристалах поступово (на відстані близько 2-3 діаметрів злитка) розвиваються суттєві включення полікристалічних областей, поступово поглинають кристалітів початкової двійникової структури.

Вирощені кристали монокристалічного кремнію піддаються механічній обробці.

При механічній обробці спочатку із злитка вирізують частини придатні (за своїми структурними, геометричним і електрофізичних властивостей) для виготовлення приладів. Потім монокристалічний кремній, призначений для виготовлення електронних приладів (електронний кремній), піддається калібруванню під заданий діаметр (1). У деяких випадках на утворює отриманого циліндра виконується базовий зріз, паралельний одній з кристалографічних плоскостей.Монокрісталліческій кремній, призначений для виготовлення фотоелектричних перетворювачів калібрування не беруть під, але виконують так зване квадратірованіе. При квадратірованіі обрізаються сегменти з котра утворює циліндра до утворення повного квадрата або неповного квадрата (псевдоквадрата), який утворений симетрично розташованими неповними сторонами квадрата з діагоналлю більшою ніж діаметр зливка, з'єднаними по дузі залишилася утворює циліндра. За рахунок квадратірованія забезпечується більш раціональне використання площі куди встановлюються псевдоквадратние кремнієві пластини.

Мультікремній

До мультікремнію відносять прямокутні блоки полікристалічного кремнію, одержувані в великих тиглях (контейнерах) прямокутної форми методом спрямованої кристалізації. При кристалізації температура розплаву кремнію в тиглі (контейнері) за висотою поступово знижується тим самим кристалітів ростуть в одному напрямку поступово розростаючись і витісняючи більш дрібні кристаліти. Розмір зерна полікристала вирощеного таким чином може досягати в перерізі перпендикулярному напрямку росту 5-10мм.Получівшіеся блоки обрізають для видалення крайових ділянок, що містять частинки тигля-футерування, а отриманий блок розрізають на призми квадратного перетину з розмірами 100х100мм, або 150х150мм, або 200х200мм в залежності від використовуваної технології (1)

застосування

Незалежно від типу і проісходеніі кристалічного кремнію отримані квадратні, псевдоквадратние призми і циліндри з кремнію розрізають на пластини на яких методами епітаксії і фотолітографії (т.зв. планарная технологія) створюють ті чи інші електронні прилади.

Примітка

(1) - Лінії з випуску приладів спочатку виготовляються під певний стандартний розмір заготовки (пластини). Номінал розміру (діаметра) характеризує як технологію, так і рівень технології. Наприклад, на момент розвалу в СРСР працювала технологія заснована на використанні злитків монокремнію діаметром 100мм, на заході - 200мм. У першому десятилітті 21 століття світові виробники поступово згортали лінії технології 135 мм, поточна технологія електронного кремнію орієнтована на діаметри 300мм, сонячного - на 200мм, йдуть роботи по освоєнню технології 400мм. Номінали діаметрів злитків, вирощуваних для виробництва фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), як правило, нижче ніж рівень технології електронного кремнію. Це пов'язано з тим, що на виробництво ФЕП спочатку перекладалися морально застарілі лінії з випуску приладів, не виробивши свій ресурс. У другому десятилітті 21-і століття можна очікувати, що спостережуваний розрив зникне в зв'язку з виділенням виробництва сонячного кремнію в самостійну специфічну галузь.

Для поліпшення цієї статті бажано.

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна