La fabricación de cristales sintéticos está cobrando cada vez más importancia. Para la industria son de gran importancia los materiales semiconductores de alta pureza como el silicio y el carburo de silicio, así como los materiales oxídicos como el zafiro. A partir de estos, se fabrican plaquitas o sustratos para la industria de los semiconductores y la industria solar.
Obtención de cristales monocristalinos
Los generadores estables a largo plazo aseguran unas estructuras óptimas
Método de zona flotante
En este método, se sostiene verticalmente una varilla policristalina (p. ej., de silicio) en un inductor de unos mm de diámetro mientras se funde poco a poco (1,5-4 mm/min.) y debajo del inductor crece un monocristal de alta pureza. Ambas varillas giran en sentido contrario y no entran en contacto con otros materiales o crisoles. El diámetro habitual del cristal generado es de aprox. 200 mm. A causa de la elevada pureza, los cristales se utilizan para semiconductores de potencia. En este procedimiento, entran en juego los generadores con tecnología de tubo de TRUMPF Hüttinger, ya que son necesarias unas frecuencias elevadas (2-3 MHz) con unas potencias altas (80-120 kW).
Procedimiento Czochralski
El procedimiento Czochralski es la tecnología más frecuente en la obtención de cristales. El monocristal se forma a partir de un baño de mezcla fundida que se encuentra en un crisol. Para el silicio se efectúa el calentamiento por resistencia del crisol, para los cristales más fundentes (zafiro) se utilizan crisoles calentados por inducción con revestimiento de grafito. Con la ayuda de una varilla de cristal giratoria que se sumerge en un baño de mezcla fundida, el monocristal crece varios milímetros por hora. Al mismo tiempo, hay que evitar las oscilaciones de temperatura. El generador debe proporcionar, por lo tanto, una potencia de salida constante durante un espacio de tiempo prolongado. Se necesita una potencia entre 20 y 100 kW con frecuencias de 15 kHz.
Transporte físico en fase de vapor
El transporte físico en fase de vapor se utiliza para la fabricación de cristales de carburo de silicio de gran pureza para la industria de los semiconductores. En primer lugar, se genera en el interior de un crisol de grafito calentado por inducción una temperatura de más de 2200°C. De esta manera, el material de partida pasa a una fase gaseosa. Las partículas resultantes de carbono y silicio se transportan con un gas portador, p. ej., argón, mediante mecanismos de transporte naturales hasta una varilla de cristal a baja temperatura. Allí se da la condensación y la cristalización hacia un monocristal de alta pureza sin que haya ninguna reacción química. Para el éxito del procedimiento, es esencial el control preciso de la temperatura en el reactor. Para el calentamiento del reactor, se utilizan los generadores de TRUMPF Hüttinger en un rango de frecuencia medio (5 – 0 kHz) con una potencia nominal de hasta 50 kW.
Productos
TruHeat HF Serie 7000
Generador de alta frecuencia en la acreditada tecnología de tubo.
TruHeat MF Serie 7000 (G2)
Una combinación única
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