بوتقة كوارتز منصهرة عالية النقاء لسحب بلورة واحدة

حاليًا، يتم إنتاج السيليكون أحادي البلورات باستخدام السيليكون متعدد البلورات كمادة خام وطريقة تشوتشرالسكي. في إنتاج السيليكون أحادي البلورة،كوارتزتعتبر البوتقة مادة مهمة لصهر السيليكون ونمو البلورات، ولها تأثير مباشر وهام على تكلفة الإنتاج وجودة منتج السيليكون أحادي البلورية.

البوتقة الكوارتزهو أحد المكونات الرئيسية لفرن Czochralski أحادي البلورة. تحدد مرحلة إعداد البلورة الواحدة المعلمات التقنية مثل القطر، واتجاه البلورة، ونوع موصلية المنشطات، ونطاق المقاومة والتوزيع، وتركيز الأكسجين والكربون، وعمر حامل الأقلية، وعيوب الشبكة لمادة السيليكون. يجب التحكم في العيوب الدقيقة وتركيز الأكسجين والشوائب المعدنية وانتظام تركيز الناقل ضمن نطاق معين. في عملية Czochralski أحادية البلورة، تحتاج بوتقة الكوارتز إلى تحمل درجات حرارة عالية فوق نقطة انصهار السيليكون (1420 درجة مئوية). تكون بوتقات الكوارتز في الغالب شبه شفافة وتتكون من طبقات متعددة. الطبقة الخارجية عبارة عن منطقة ذات كثافة فقاعية عالية، تسمى الطبقة المركبة الفقاعية؛ الطبقة الداخلية عبارة عن طبقة شفافة بسمك 3-5 مم، تسمى الطبقة المستنفدة للفقاعات. يؤدي وجود الطبقة المستنفدة للفقاعات إلى تقليل كثافة البوتقة في المنطقة الملامسة للمحلول، وبالتالي تحسين نمو البلورة المفردة.

من منظور الجودة، فإن الطبقة الداخلية لبوتقة الكوارتز، بسبب الاتصال المباشر مع السيليكون المنصهر، تذوب بشكل مستمر في السيليكون المنصهر أثناء عملية سحب البلورة.  تنمو الفقاعات الدقيقة الموجودة في الطبقة الشفافة من البوتقة وتنفجر بشكل مستمر، مما يؤدي إلى إطلاق جزيئات الكوارتز والفقاعات الصغيرة في السيليكون المنصهر. يتم حمل هذه الشوائب، على شكل جزيئات دقيقة وفقاعات صغيرة، في جميع أنحاء ذوبان السيليكون بالكامل بواسطة تدفق سائل السيليكون، مما يؤثر بشكل مباشر على تبلور السيليكون وجودة البلورة المفردة.

ومن منظور التكلفة،بوتقات الكوارتزتتمتع بخصائص استهلاكية قوية في سلسلة صناعة السيليكون أحادي البلورية، كما أن استخدام طريقة Czochralski المستمرة يضع أيضًا متطلبات أعلى على عمر بوتقة الكوارتز. توفر النقاء العالي والمقاومة لدرجات الحرارة العالية لبوتقة الكوارتز ضمانًا لسحب البلورة الواحدة وجودة البلورة الواحدة. بناءً على متطلبات نقاء رقائق السيليكون أحادية البلورية، يتم التخلص من بوتقة الكوارتز بعد دورة واحدة أو أكثر من دورات التسخين وسحب البلورات ويجب استبدالها بانتظام، مما يجعلها عنصرًا قابلاً للاستهلاك.

بالإضافة إلى ذلك، إذابوتقة الكوارتزإذا كان لديه مشاكل في الجودة أثناء عملية سحب الكريستال، فسيؤدي ذلك إلى إلغاء قضيب السيليكون أحادي البلورة بالكامل. يتم إنتاج بوتقات الكوارتز في المقام الأول باستخدام طريقة القوس الكهربائي، مع رمل الكوارتز عالي النقاء كمادة خام أساسية. نقاء رمل الكوارتز هو عامل حاسم يؤثر على جودة بوتقة الكوارتز. تحتوي بوتقة الكوارتز على هيكل مكون من طبقتين: الطبقة الخارجية عبارة عن منطقة عالية الكثافة تسمى الطبقة المركبة الفقاعية؛ الطبقة الداخلية عبارة عن طبقة شفافة بسمك 3-5 مم، تسمى الطبقة المستنفدة للفقاعات.

إن وجود الطبقة الداخلية، الطبقة المستنفدة للفقاعة، يقلل من كثافة الفقاعة في المنطقة التي تتلامس فيها البوتقة مع المحلول. كلما انخفضت درجة نقاء رمل الكوارتز، زاد احتمال إنتاج بقع سوداء وفقاعات أثناء عملية الذوبان في درجات الحرارة العالية. عند استخدامها كطبقة داخلية من الرمل، فإن التعرض لفترة طويلة لدرجات الحرارة المرتفعة يتسبب في إطلاق الفقاعات الموجودة في الجدار الداخلي لبوتقة الكوارتز، وبالتالي يؤثر على معدل الاستقرار والنجاح في إنتاج رقاقة السيليكون أحادية البلورة. ولذلك، فإن رمل الطبقة الداخلية يتطلب رمل كوارتز عالي النقاء، مما يؤدي إلى سعر أعلى. علاوة على ذلك، فإن رمل الكوارتز المستخدم في البوتقات له متطلبات محددة لمستويات الشوائب المختلفة. على سبيل المثال، يمكن أن تتسبب الشوائب المعدنية القلوية المفرطة في حدوث تبلور في البوتقة، مما يؤدي إلى التعتيم والتشوه، في حين أن محتوى الهيدروكسيل الزائد يمكن أن يسبب تقرحات في البوتقة.

عروض سيميكوركسبوتقة كوارتز منصهرة عالية النقاء لسحب بلورة واحدة من السيليكون. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com