Производството на синтетични кристали добива все по-голяма важност. За индустрията от голямо значение са особено много чистите полупроводникови материали като силиций и силициев карбид, както и оксидни материали като сапфир. От тях се правят платки или субстрати за полупроводниковата и соларна промишленост.
Изтегляне на кристали
Дългосрочно стабилните генератори осигуряват оптимални структури
Метод със стопяема зона
При този метод една вертикална поликристална пръчка (напр. силиций) непрекъснато се топи в едновитков индуктор с диаметър от няколко милиметра (1,5 – 4 mm/min) и под индуктора се изтегля в монокристал с висока чистота. Двете пръчки се въртят срещуположно и не влизат в контакт с други материали или тегели. Обичайният диаметър на изтегления кристал е около 200 mm. Поради високата чистота кристалите се използват за мощностни полупроводници. При този метод се използват генератори на TRUMPF Hüttinger с тръбна технология, тъй като са необходими високи честоти (2 – 3 MHz) при големи мощности (80 – 120 kW).
Методът на Чохралски
Методът на Чохралски е най-често използваната технология за израстване на кристали. Монокристалът се изтегля от стопен материал, който се намира в тегел. За силиций тегелът се нагрява съпротивително, за по-високо стопяеми кристали (сапфир) се използват индуктивно нагрявани тегели с графитна обвивка. С помощта на въртящ се зародишен кристал, който се потапя в стопения материал, се изтегля монокристал с няколко милиметра на час. При това трябва да се избягват температурни колебания. Генераторът трябва да осигурява постоянна изходна мощност за дълъг период от време. Необходими са мощности между 20 и 100 kW при честоти около 15 kHz.
Физически пренос в газова фаза (метод PVT)
Методът PVT (Physical Vapour Transport) се използва за производството на кристали от силициев карбид (SiC) с висока чистота за полупроводниковата промишленост. Първо във вътрешността на индуктивно нагряван графитен тегел се достига температура над 2200°C. По този начин изходният материал си привежда в газообразна фаза. Получените частици от въглерод и силиций се транспортират чрез газ носител, например аргон,чрез естествени механизми на пренос към намиращия се отгоре зародишен кристал с по-ниска температура. Там се осъществява кондензацията и кристализацията в монокристал с висока чистота, при което не се извършват химически реакции. От съществено значение за успеха на процеса е точния контрол на температурата в реактора. За отоплението на реактора се използват генератори TRUMPF Hüttinger в средночестотния диапазон (5 – 0 kHz) с до 50 kW номинална мощност.
Контакт