การผลิตผลึกสังเคราะห์ได้รับความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ วัสดุกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน ซิลิคอนคาร์ไบด์ รวมถึงวัสดุออกไซด์ เช่น แซฟไฟร์ มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรม โดยสิ่งดังกล่าวถูกใช้เพื่อผลิตเวเฟอร์และพื้นผิวสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์
การดึงผลึก
เครื่องกำเนิดที่เสถียรระยะยาวรับประกันโครงสร้างที่ดีที่สุด
![Zone Floating Process](/filestorage/TRUMPF_Master/_processed_/1/3/csm_Applications-zone-floating-process_2942c92686.jpg)
กระบวนการเลี้ยงผลึกเป็นแถบ
ระหว่างกระบวนการนี้ แท่งผลึกรวมในแนวตั้ง (เช่น ซิคิคอน) จะละลายอย่างต่อเนื่อง (1.5-4 มม./นาที) ในตัวเหนี่ยวนำ (1-hoist Inductor) ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางไม่กี่มิลลิเมตร และจะถูกดึงไปยังผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าภายใต้ตัวเหนี่ยวนำ แท่งทั้งสองจะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม และจะไม่สัมผัสกับวัสดุหรือเบ้าหลอมชิ้นอื่นๆ เส้นผ่าศูนย์กลางปกติของผลึกที่ดึงอยู่ที่ประมาณ 200 มม. เนื่องจากความบริสุทธิ์ที่สูง ผลึกจึงถูกนำไปใช้เป็นสารกึ่งตัวนำไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มาพร้อมเทคโนโลยีท่อจาก TRUMPF Hüttinger ถูกนำมาใช้ในกระบวนการนี้ เนื่องจากความถี่สูง (2-3MHz) มีความจำเป็นสำหรับกำลังไฟฟ้าสูง (80-120kW)
![เพาะคริสตัลตามกระบวนการ Czochralski](/filestorage/TRUMPF_Master/_processed_/b/5/csm_E-applications-czochalski-crystal_a25e6a0706.jpg)
กระบวนการ Czochralski
กระบวนการ Czochralski เป็นเทคโนโลยีการเติบโตของผลึกที่พบมากที่สุด ผลึกเดี่ยวจะถูกดึงจากการหลอมเหลวไปอยู่ในเบ้าหลอม เบ้าหลอมจะต้านทานความร้อนสำหรับซิลิคอน เบ้าหลอมเคลือบแกรไฟต์ที่ให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะถูกนำมาใช้กับผลึกที่หลอมเหลวได้สูง (แซฟไฟร์) ผลึกเดี่ยวจะถูกดึงอยู่ที่หลายมิลลิเมตรต่อชั่วโมงโดยการใช้ผลึกเม็ดแบบหมุนที่แช่อยู่ในสารละลาย โดยต้องหลีกเลี่ยงความผันผวนของอุณหภูมิ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องส่งกำลังอย่างคงที่ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง กำลังไฟฟ้าระหว่าง 20 และ 100kW สำหรับความถี่ประมาณ 15kHz ถือเป็นสิ่งจำเป็น
การเคลื่อนที่ด้วยไอทางกายภาพ (กระบวนการ PVT)
กระบวนการ PVT (การเคลื่อนที่ด้วยไอทางกายภาพ) ใช้สำหรับการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ที่มีความบริสุทธิ์สูงในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ อุณหภูมิมากกว่า 2200°C จะถูกสร้างภายในเบ้าหลอมแกรไฟต์ที่ให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำเป็นอันดับแรก วัสดุขั้นเริ่มต้นจึงเปลี่ยนไปอยู่ในสถานะเป็นก๊าซ อนุภาคที่เกิดขึ้นจากคาร์บอนและซิลิคอนจะขนส่งโดยก๊าซพา เช่น อาร์กอน ผ่านกลไกขนส่งตามธรรมชาติไปยังผลึกเม็ดที่ตั้งอยู่ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำ ในส่วนนั้นจะมีการควบแน่นและตกผลึกของผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยไม่มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น การควบคุมอุณหภูมิในเครื่องเครื่องปฏิกรณ์ให้ถูกต้องถือเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้กระบวนการลุล่วงไปได้ด้วยดี เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีช่วงความถี่ปานกลาง (5 – 0kHz) ที่มีกำลังไฟสูงสุดถึง 50kW สามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่เครื่องปฏิกรณ์ได้