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CZ单晶硅为什么没有FZ的电阻高
时间:2024-12-17    发布人:admin    点击数:0
一、杂质含量及分布情况不同
  • 直拉单晶硅:在直拉法制备单晶硅的过程中,原料通常是多晶硅,在将其熔化然后拉制晶体的过程中,不可避免地会引入一些杂质。虽然也会采取一定的掺杂控制手段来调节其电学性能,但相对来说杂质的引入较难做到极致的少。而且杂质在晶体内部的分布相对不是那么均匀,存在一定的浓度梯度,比如在晶锭的轴向、径向等方向上杂质含量会有变化,这些杂质会对载流子的迁移产生散射等影响,使得电阻相对难以达到很高的值。

  • 区熔单晶硅:区熔法是利用杂质在固相和液相中溶解度的差异,通过局部加热使硅棒形成狭窄的熔化区,杂质会随着熔区移动而被驱赶到硅棒的一端,经过多次这样的区熔过程,能够非常有效地去除杂质,让硅中的杂质含量极低。并且这种方法可以实现杂质分布更为均匀可控,极大地减少了杂质对载流子运动的干扰,使得载流子能更顺畅地迁移,从而可以获得较高的电阻率,也就是电阻相对更高。

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二、生长工艺特点导致的晶体结构差异
  • 直拉单晶硅:直拉过程中,晶体生长速度、温度梯度等工艺参数的细微波动都会影响晶体的微观结构。比如可能会产生一些位错、晶界等缺陷,尽管现代工艺已经尽力去减少这些缺陷,但还是难以完全避免。这些晶体缺陷会成为载流子的复合中心,载流子在运动过程中容易在此处被捕获,进而影响其迁移能力,使得电阻率受限,电阻难以提升到很高的水平。

  • 区熔单晶硅:区熔工艺相对来说生长条件更易于精准控制,能够生长出结构更加完整、缺陷密度极低的单晶硅。载流子在近乎完美的晶体结构中迁移时受到的阻碍很小,其迁移率可以保持在较高水平,相应地就可以实现较高的电阻率,即电阻值较高。


三、应用目的和后续处理差异
  • 直拉单晶硅:直拉单晶硅主要应用在集成电路等对电阻率要求不是超高的领域,工艺上重点关注的是如何在满足一定电学性能基础上提高产量、控制成本等,所以在提升电阻率到极高值方面不是首要考量目标,通常获得的是符合大多数常规应用场景的电阻率范围的产品。
  • 区熔单晶硅:区熔单晶硅多应用于对材料纯度和电学性能要求极高的场景,比如制作高功率电力电子器件等,从一开始就是朝着获得高纯度、高电阻率的方向去进行工艺优化和控制的,会采用更多精细化的工艺手段来尽可能去除杂质、优化晶体结构以提高电阻率。
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