Metoda Czochralskiego
Metoda Czochralskiego to technika otrzymywania monokryształów, stworzona w 1916 roku przez polskiego chemika Jana Czochralskiego. Jest to jedna z najstarszych i najpowszechniej stosowanych metod w produkcji monokryształów półmetali, w tym krzemu, który jest kluczowy w branży półprzewodników.
Proces produkcji
Otrzymywanie monokryształów polega na umieszczeniu zarodka krystalicznego w roztopionym materiale, a następnie stopniowym wyciąganiu go z roztopu. Dzięki temu możliwe jest kontrolowanie procesu krystalizacji, co zapewnia stabilną orientację krystalograficzną na powierzchni zarodka.
W trakcie krystalizacji, w celu poprawy transportu masy i wymiany ciepła, zarodek oraz tygiel mogą być wprawione w ruch obrotowy.
Kontrola parametrów
Wymiary monokryształu, takie jak średnica i długość, są regulowane przez prędkość wyciągania oraz prędkość obrotową zarodka. Ostateczne parametry hodowli są ograniczone przez zastosowany system technologiczny.
Wykorzystanie pieców i materiałów
W metodzie Czochralskiego najczęściej wykorzystuje się piece indukcyjne. Do topienia materiałów używa się tygli wykonanych z różnych materiałów, takich jak:
- kwart
- grafit
- azotek boru
- inne materiały żaroodporne
Aby zapewnić czystość procesu i zapobiec utlenieniu, krystalizacja odbywa się w próżni lub w atmosferze gazu obojętnego.
