APPLICATIONSBox 5.3 The production

APPLICATIONS
Box 5.3 The production of pure silicon for semiconductors
Semiconductors demand the use of silicon of extreme purity.
The native element does not occur naturally and silica (SiO2)
and silicate minerals are its principal sources. Silicon can be
extracted fromsilica by reduction with carbon in an electric furnace,
but the product is far too impure for the semiconductor
industry. A number of purification methods are used, but of
these, two are important for producing single crystals of Si.
Zone melting
Beginning with a polycrystalline Si rod, a small zone (which lies
perpendicular to the direction of the rod) is melted. The focuspoint
of the zone is graduallymoved along the length of the rod;
under carefully controlled conditions, cooling, which takes
place behind the melt-zone, produces single crystals while
impurities migrate along the rod with the molten material.
Since the first experiments in the 1950s to develop this technique,
the method has been adapted commercially and involves
many passes of the melt-zone along the silicon rod before
crystals suitable for use in semiconductors are obtained.
The Czochralski process
The principle of the Czochralski process is to draw single
crystals of Si from the molten element. The thermal
decomposition of ultra-pure SiHCl3 is first used to obtain
Si of high purity, and the polycrystalline or powdered
element is then placed in a crucible, surrounded by a heating
device. Controlled drawing conditions permit single
crystals (2–3 cm in diameter) to be drawn from the Si
melt; the drawing-wire attached to the crystal being grown
is rotated in a direction countering the rotation of the
crucible; the conditions aim to provide a uniform distribution
within the crystal of any remaining impurities.
The crucible material is obviously critical; for example, if
quartz is used, O atoms may be introduced into the Si
crystals.
Further reading
Gmelin Handbook of Inorganic Chemistry (1984), Silicon
Part A1 ‘History’, System number 15, Springer-Verlag,
Berlin, p. 51.
T.J. Trentler, K.M. Hickman, S.C. Goel, A.M. Viano, P.C.
Gibbons and W.E. Buhro (1995) Science, vol. 270,
p. 1791.
See also: Section 13.6 (hydrides of group 14 elements) and
Section 27.6 (chemical vapour deposition

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การใช้งานกล่อง 5.3 การผลิตซิลิคอนบริสุทธิ์สำหรับสารกึ่งตัวนำสารกึ่งตัวนำความต้องการใช้ซิลิโคนของความบริสุทธิ์มากองค์ประกอบพื้นเมืองเกิดขึ้นตามธรรมชาติ และซิลิกา (SiO2)และแร่ซิลิเกตเป็นแหล่งหลัก ซิลิโคนได้fromsilica สกัด โดยคาร์บอนในเตาไฟฟ้าไม่บริสุทธิ์เกินไปสำหรับสารกึ่งตัวนำที่เป็นอุตสาหกรรม ตัวเลข การใช้วิธีการทำให้บริสุทธิ์ แต่ของเหล่านี้ สองมีความสำคัญสำหรับผลิตผลึกเดี่ยวของซิหลอมเหลวโซนเริ่มต้น ด้วยก้านคศรี โซนเล็ก (ซึ่งตั้งอยู่ตั้งฉากกับทิศทางของคัน) จะละลาย Focuspoint การโซนคือ graduallymoved ตามความยาวของก้านภายใต้เงื่อนไขการควบคุมอย่างระมัดระวัง ความเย็น ซึ่งใช้เวลาวางหลังโซนละลาย ในขณะที่ผลึกเดี่ยวผลิตสิ่งสกปรกโยกย้ายตามก้านด้วยวัสดุหลอมเหลวตั้งแต่การทดลองครั้งแรกในปี 1950 การพัฒนาเทคนิคนี้วิธีการมีการดัดแปลงในเชิงพาณิชย์ และเกี่ยวข้องกับที่ผ่านมากของโซนละลายไปตามแกนซิลิโคนก่อนเหมาะสำหรับใช้ในสารกึ่งตัวนำผลึกที่ได้รับกระบวนการ Czochralskiหลักการของกระบวนการ Czochralski คือการ วาดเดียวผลึกของศรีจากองค์ประกอบหลอมละลาย ความร้อนแยกส่วนประกอบของ SiHCl3 บริสุทธิ์สูงถูกใช้ครั้งแรกเพื่อขอศรีของความบริสุทธิ์สูง และการค หรือผงองค์ประกอบจากนั้นวางในตัวเบ้าหลอม ล้อมรอบ ด้วยความร้อนอุปกรณ์ ควบคุมวาดเงื่อนไขใบอนุญาตเดียวผลึก (2-3 ซม.เส้นผ่านศูนย์กลาง) ที่จะออกจากศรีการละลาย วาดเส้นกับคริสตัลถูกปลูกหมุนในทิศทางการหมุนของการต่อต้านการเบ้าหลอม เงื่อนไขมุ่งให้กระจายตัวสม่ำเสมอภายในผลึกของสิ่งสกปรกใด ๆ ที่เหลือเบ้าหลอมวัสดุที่มีความสำคัญแน่นอน ตัวอย่างเช่น ถ้าใช้ควอทซ์ O อะตอมอาจถูกนำเข้าสู่การศรีรัตนากรอ่านเพิ่มเติมคู่มือ Gmelin เคมีอนินทรีย์ (1984), ซิลิโคนส่วน A1 'ประวัติ' ระบบหมายเลข 15 สปริง-Verlagเบอร์ลิน p. 51ทีเจ. Trentler, Goel ฮิ เอสเคเอ็ม. น. Viano พีซีชะนีและวิทยาศาสตร์ W.E. Buhro (1995) ฉบับ 270p. ค.ศ. 1791ดู: 13.6 ส่วน (hydrides องค์ประกอบ 14 กลุ่ม) และส่วน 27.6 (สะสมไอสารเคมี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การประยุกต์ใช้งาน
Box 5.3 การผลิตซิลิคอนบริสุทธิ์สำหรับเซมิคอนดักเตอร์
อุปกรณ์กึ่งตัวนำความต้องการใช้งานของซิลิกอนของความบริสุทธิ์มาก.
องค์ประกอบพื้นเมืองไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติและซิลิกา (SiO2)
และเกลือแร่ซิลิเกตเป็นแหล่งหลัก ซิลิกอนสามารถ
สกัด fromsilica จากการลดคาร์บอนในเตาไฟฟ้า,
แต่สินค้าที่อยู่ไกลไม่ดีเกินไปสำหรับเซมิคอนดักเตอร์
อุตสาหกรรม จำนวนของวิธีการทำให้บริสุทธิ์จะใช้ แต่ของ
เหล่านี้ทั้งสองมีความสำคัญสำหรับการผลิตผลึกเดี่ยวของศรี.
โซนละลาย
เริ่มต้นด้วยคริสตัลไลน์ศรีคัน, โซนขนาดเล็ก (ซึ่งอยู่
ตั้งฉากกับทิศทางของแกนนั้น) จะละลาย focuspoint
โซนจะ graduallymoved ตามความยาวของก้านนั้น
ภายใต้สภาวะควบคุมอย่างระมัดระวังการระบายความร้อนซึ่งจะมี
สถานที่ที่อยู่เบื้องหลังการละลายโซนผลิตผลึกเดี่ยวในขณะที่
สิ่งสกปรกโยกย้ายพร้อมแกนด้วยวัสดุหลอมเหลว.
ตั้งแต่การทดลองครั้งแรกใน 1950 ในการพัฒนาเทคนิคนี้
วิธีการที่ได้รับการดัดแปลงในเชิงพาณิชย์และเกี่ยวข้องกับการ
ผ่านหลายละลายโซนพร้อมแกนซิลิกอนก่อน
ผลึกเหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์กึ่งตัวนำจะได้รับ.
กระบวนการ Czochralski
หลักการของกระบวนการ Czochralski คือการวาดเดียว
คริสตัล ศรีจากองค์ประกอบที่หลอมละลาย ความร้อน
จากการสลายตัวของ SiHCl3 บริสุทธิ์ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกที่จะได้รับ
ศรีของความบริสุทธิ์สูงและ polycrystalline หรือผง
องค์ประกอบอยู่แล้วในเบ้าหลอมล้อมรอบด้วยความร้อน
อุปกรณ์ ควบคุมเงื่อนไขอนุญาตให้วาดเดียว
ผลึก (2-3 ซม. ในเส้นผ่าศูนย์กลาง?) ที่จะถูกดึงออกมาจากศรี
ละลาย ภาพวาดลวดที่แนบมากับคริสตัลถูกปลูก
จะหมุนไปในทิศทางโต้ตอบการหมุนของที่
เบ้าหลอม; เงื่อนไขที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้การกระจายชุด
ภายในผลึกของสิ่งสกปรกที่เหลือใด ๆ .
วัสดุเบ้าหลอมจะเห็นได้ชัดที่สำคัญ; ตัวอย่างเช่นถ้า
ควอทซ์จะใช้ O อะตอมอาจจะนำเข้าสู่ศรี
ผลึก.
อ่านเพิ่มเติม
Gmelin คู่มือของเคมีอนินทรีย์ (1984), ซิลิคอน
ส่วน A1 'ประวัติ' ระบบจำนวน 15 Springer-Verlag,
เบอร์ลิน, P 51.
TJ Trentler, KM ฮิลล์โกล, AM Viano, PC
ชะนีและเรา Buhro (1995) วิทยาศาสตร์ฉบับ 270,
P 1791
ดูเพิ่มเติม: มาตรา 13.6 (ไฮไดรด์ของกลุ่ม 14 องค์ประกอบ) และ
มาตรา 27.6 (ไอสารเคมีให้การของพยาน