Czochralski-Verfahren (Cz)
Das Czochralski-Verfahren (Cz) wird auch als "Kristallziehen" oder "Ziehen aus der Schmelze" bezeichnet. Dabei wird Silizium (Si) geschmolzen und anschließend wieder kontrolliert kristallin erstarren gelassen. Diese Methode hat den Vorteil, dass es schnell und bis zu einem hohen Grad kontrollierbar ist. Die industrielle Zucht hochreiner monokristalliner Siliziumkristalle mithilfe des Cz-Verfahrens hat sich vor allem für die Solar- und Halbleiterindustrie, (in der Computerindustrie für integrierte Schaltungen und in der Mikrosystemtechnik) etabliert. Sie profitieren von der hohen Effektivität und Qualität der gezüchteten Kristalle.
Das Verfahren
Zunächst wird hochreines, polykristallines Silizium in den Quarztiegel eines Einkristallziehsystems gegeben und in einer kontrollierten Atmosphäre (Argon) mittels einer Widerstandsheizung geschmolzen. Nach Temperaturstabilisierung der Schmelze – der Schmelzpunkt liegt bei 1412 °C – wird ein rotierender monokristalliner Silizium-Impfkristall in die Schmelze getaucht. Durch eine leichte Temperaturabsenkung wird nun die Kristallisation von Silizium am Impfkristall eingeleitet. Wenn der Impfkristall langsam nach oben gezogen wird, bildet sich ein zylindrischer Silizium-Einkristall, der am Impfkristall hängt. Die Ziehgeschwindigkeit und die Temperatur werden so reguliert, dass ein Silizium-Einkristall, dessen Orientierung und Struktur dem Impfkristall entspricht, mit einem konstanten Durchmesser gezogen werden kann.
Anwendungen
Unsere Systeme der EKZ-Serie sind speziell für das Cz-Verfahrens ausgerichtet und ermöglichen die Fertigung hochleistungsfähiger Silizium-Einkristalle.