区熔单晶硅和直拉单晶硅
太阳能光伏组件知识概述
光伏组件国内外认证情况
CQC认证
是代表中国加入国际电工委员会电工产品合 格测试与认证组织（IECEE）多边互认（CB）体系 的国家认证机构（NCB）,是加入国际认证联盟（ IQNet）和国际有机农业运动联盟（IFOAM）的国 家认证机构；
助焊剂以松香为主要成分的液体材料，具有 良好的化学活性和热稳定性，在焊接温度范围内, 能够去除电池片、涂锡焊带和焊锡表面氧化膜的能 力。
太阳能组件原材料行情
由于近期光伏市场不景气，光伏行业上下波 动幅度比较大，终端需求不明朗，造成太阳能组 件原材料生产能力供大于求，就目前而言，厂家 主要消耗库存，商家对后市信心不足，继续持观 望态度。 组件原材料行情如下：
CQC业务
一、CCC认证； 二、CQC标志认证； 三、管理体系认证； 四、国际认证业务；
光伏组件国内外认证情况
4.CE认证
CE，英文为Conformité Européenne 近年来，在欧洲经济区（欧洲联盟、 欧洲自由贸易协会成员国，瑞士除外）市 场上销售的商品中，CE标志的使用越来越 多，加贴CE标志的商品表示其符合安全、 卫生、环保和消费者保护等一系列欧洲指 令所要表达的要求。
硅胶固化：将涂敷好的部件置于空气中，让其 室温自然固化10-20分钟表干，完全固化视厚度而定 ，（3mm厚度室温25℃，温度50％，24小时可完全固 化，固化机限10mm）。
太阳能组件的原材料及特性
7.钢化玻璃 钢化玻璃加工原理是平板玻璃的二次加工产品
，分为物理钢化法和化学钢化法。透光率很高，大 于91.6%，厚度在3.2mm。
区融法和直拉法
区融法和直拉法1. 引言区融法（Zone Refining）和直拉法（Czochralski Method）是两种常见的半导体单晶生长技术。
它们在电子器件制造、光电子学和材料科学领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍区融法和直拉法的原理、过程和应用，并对它们进行比较分析。
2. 区融法2.1 原理区融法是一种通过融化和凝固的循环过程来提纯半导体材料的方法。
它利用了不同杂质在固态和液态之间的分配系数不同的特性，通过多次融化和凝固来逐渐提高材料的纯度。
2.2 过程区融法的过程可以分为以下几个步骤：1.准备：选择合适的原料和熔炼设备，准备好熔炼炉和保护气氛。
2.融化：将原料放入熔炼炉中，加热至足够高的温度使其融化。
同时，通过控制炉内的保护气氛来减少杂质的污染。
3.融化区移动：在融化的过程中，通过炉内的温度梯度和材料的扩散作用，将杂质逐渐从一端移动到另一端。
这样，在融化区移动的过程中，材料的纯度逐渐提高。
4.凝固：当融化区移动到材料的一端时，降低炉温，使其凝固。
凝固后的材料纯度更高，而融化区则继续向前移动。
5.重复：重复进行融化和凝固的过程，直到达到所需的纯度。
2.3 应用区融法主要应用于半导体材料的提纯和生长。
它可以用于制备高纯度的硅单晶和其他半导体材料，用于制造各种电子器件，如晶体管、集成电路等。
此外，区融法还可以用于生长光学单晶，如钛酸锶钡（SrTiO3）等。
3. 直拉法3.1 原理直拉法是一种通过在熔融池中拉制晶体来生长单晶的方法。
它利用了材料在液态和固态之间的相变特性，通过控制拉取速度和温度梯度来实现晶体的生长。
3.2 过程直拉法的过程可以分为以下几个步骤：1.准备：选择合适的原料和熔炼设备，准备好熔炼炉和拉丝装置。
2.熔融：将原料放入熔炼炉中，加热至足够高的温度使其融化。
通过控制炉内的保护气氛来减少杂质的污染。
3.拉制：将拉丝装置浸入熔融池中，以适当的速度将晶体的种子引入熔融池中。
同时，通过控制拉取速度和温度梯度，使晶体逐渐生长。
区熔法制备单晶硅
集成电路制造工艺------区熔法制备单晶硅班级：电艺3091学号：38#姓名：赵剑指导老师：张喜凤日期：2010.04.25区熔法制备单晶硅作者：赵剑（陕西国防工业职业技术学院电艺309138 西安户县 710300）【摘要】区熔法晶体生长是在本文中介绍的技术历史上早期发展起来的几种工艺之一，仍然在特殊需要中使用。
直拉法的一个缺点是坩埚中的氧进入到晶体中，对于有些器件，高水平的氧是不能接受的。
对于这些特殊情况，晶体必须用区熔法技术来生长以获得低氧含量晶体。
【关键词】区熔法、直拉法、单晶硅1引言集成电路通常用硅制造，硅是一种非常普遍且分布广泛的元素。
石英矿就是一整块二氧化硅。
尽管硅化物储量丰富，但硅本身不会自然生长，一般用大量存在的二氧化硅作原料，经过一系列的工艺步骤就可以得到多晶硅，多晶硅经过提纯就变成了高纯度的可以制作集成电路的单晶硅。
目前制备单晶硅的常用方法有直拉法和区熔法。
本文主要介绍区熔法制备单晶硅。
2单晶硅的制备区熔法又分为两种：水平区熔法和立式悬浮区熔法。
前者主要用于锗、GaAs 等材料的提纯和单晶生长。
后者主676要用于硅，这是由于硅熔体的温度高，化学性能活泼，容易受到异物的玷污，难以找到适合的舟皿，不能采用水平区熔法。
然而硅又具有两个比锗、GaAs优越的特性：即密度低(2.33g／cm3和表面张力大(0.0072N／cm)，所以，能用无坩埚悬浮区熔法。
该法是在气氛或真空的炉室中，利用高频线圈在单晶籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触处产生熔区，然后使熔区向上移动进行单晶生长。
由于硅熔体完全依靠其表面张力和高频电磁力的支托，悬浮于多晶棒与单晶之间，故称为悬浮区熔法。
2.1区熔法制备单晶硅利用多晶锭分区熔化和结晶半导体晶体生长的一种方法。
区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶。
调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶，晶向与籽晶的相同。
区熔法又分为两种：水平区熔法和立式悬浮区熔法。
单晶硅生产工艺[资料]
![单晶硅生产工艺[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/c3c917c2647d27284a73512b.png)
单晶硅生产工艺[资料]单晶硅生产工艺单晶硅生产工艺一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。
单晶硅圆片按其直径分为 6 英寸、8 英寸、12 英寸(300 毫米)及 18 英寸(450 毫米)等。
直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。
但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。
单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。
直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。
直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。
目前晶体直径可控制在Φ3~8 英寸。
区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。
目前晶体直径可控制在Φ3~6 英寸。
外延片主要用于集成电路领域。
由于成本和性能的原因，直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。
在 IC 工业中所用的材料主要是 CZ 抛光片和外延片。
存储器电路通常使用 CZ 抛光片，因成本较低。
逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在 IC 制造中有更好的适用性并具有消除 Latch,up 的能力。
单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。
单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过 2000 亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及 99%以上的集成电路用硅。
二、硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。
日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。
中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为 2.5、3、4、5 英寸硅锭和小直径硅片。
区熔法制备单晶硅
集成电路制造工艺------区熔法制备单晶硅班级：电艺3091学号：38#*名：**指导老师：***日期：2010.04.25区熔法制备单晶硅作者：赵剑（陕西国防工业职业技术学院电艺309138 西安户县 710300）【摘要】区熔法晶体生长是在本文中介绍的技术历史上早期发展起来的几种工艺之一，仍然在特殊需要中使用。
直拉法的一个缺点是坩埚中的氧进入到晶体中，对于有些器件，高水平的氧是不能接受的。
对于这些特殊情况，晶体必须用区熔法技术来生长以获得低氧含量晶体。
【关键词】区熔法、直拉法、单晶硅1引言集成电路通常用硅制造，硅是一种非常普遍且分布广泛的元素。
石英矿就是一整块二氧化硅。
尽管硅化物储量丰富，但硅本身不会自然生长，一般用大量存在的二氧化硅作原料，经过一系列的工艺步骤就可以得到多晶硅，多晶硅经过提纯就变成了高纯度的可以制作集成电路的单晶硅。
目前制备单晶硅的常用方法有直拉法和区熔法。
本文主要介绍区熔法制备单晶硅。
2单晶硅的制备区熔法又分为两种：水平区熔法和立式悬浮区熔法。
前者主要用于锗、GaAs 等材料的提纯和单晶生长。
后者主676要用于硅，这是由于硅熔体的温度高，化学性能活泼，容易受到异物的玷污，难以找到适合的舟皿，不能采用水平区熔法。
然而硅又具有两个比锗、GaAs优越的特性：即密度低(2.33g／cm3和表面张力大(0.0072N／cm)，所以，能用无坩埚悬浮区熔法。
该法是在气氛或真空的炉室中，利用高频线圈在单晶籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触处产生熔区，然后使熔区向上移动进行单晶生长。
由于硅熔体完全依靠其表面张力和高频电磁力的支托，悬浮于多晶棒与单晶之间，故称为悬浮区熔法。
2.1区熔法制备单晶硅利用多晶锭分区熔化和结晶半导体晶体生长的一种方法。
区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶。
调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶，晶向与籽晶的相同。
区熔法又分为两种：水平区熔法和立式悬浮区熔法。
单晶硅的生长方法
单晶硅的生长方法1. 直拉法呀，就像我们小时候搭积木一样，一点点把单晶硅拉起来。
你看，在一个高温的坩埚里，把多晶硅熔化，然后用一根细细的籽晶去慢慢往上提拉，哇，单晶硅就这么神奇地生长出来啦！就像盖高楼一样，一层一层的。
2. 区熔法呢，这可有意思了，就好比是在一个局部区域进行一场特殊的“培育”。
把一根多晶硅棒固定，然后用一个加热环在上面移动，加热的地方就熔化啦，慢慢移动过去，单晶硅不就长出来了嘛！是不是很神奇呀！3. 外延生长法，哎呀呀，就好像给单晶硅穿上一件新衣服一样。
在一个已经有单晶硅的衬底上，让气态的反应物沉积上去，形成新的单晶硅层，这就像给它装饰打扮一番呢！4. 气相沉积法，就如同是在空中“变魔术”，让那些气体中的硅原子乖乖地聚集在一起变成单晶硅。
比如把含硅的气体通入反应室，它们就会乖乖地在合适的地方沉积下来成为单晶硅啦，多奇妙呀！5. 分子束外延法，这可是个精细活儿呀，就像一个细心的工匠在雕琢一件艺术品。
通过精确控制分子束的流量和方向，让单晶硅完美地生长出来，厉害吧！6. 固相晶体生长法，这就像是在一个安静的角落默默努力的小伙伴。
在固体状态下，通过一些特殊的条件，让单晶硅悄悄地生长，给人一种很踏实的感觉呢！7. 助熔剂法，好比是有了一个好帮手一样。
加入助熔剂来帮助单晶硅生长，就像有人在旁边助力，让单晶硅长得更好更快呢！8. 水热法，哇哦，就如同在一个温暖的水中“孕育”着单晶硅。
在特定的温度和压力下，让单晶硅在水中生长，是不是很特别呀！9. 熔盐法，这就好像是在一个充满魔法的盐世界里让单晶硅现身。
利用熔盐作为介质，单晶硅就神奇地冒出来啦，真的好有趣呀！10. 等离子体增强化学气相沉积法，就像有一股神奇的力量在推动着单晶硅生长。
利用等离子体来增强反应，让单晶硅快快长大，太有意思啦！我觉得呀，这些单晶硅的生长方法都好神奇，各有各的独特之处，都为我们的科技发展做出了重要贡献呢！。
直拉法生产单晶硅
直拉法生产单晶硅
设备：直拉单晶炉
直拉单晶炉
直拉单晶炉
直拉单晶炉
直拉单晶炉主要由炉体、电气部分、加热系统、水冷 系统、真空系统和氩气装置六大部分组成。 一、炉体
炉体包括主架、主炉室、副炉室等部件 。
主架由底座、立柱组成，是炉子的支撑机构。
主炉室是炉体的心脏，有炉底 盘、下炉筒、上炉筒以及炉盖组 成，他们均为不锈钢焊接而成的 双层水冷结构，用于安装生长单 晶的热系统、石英坩埚及原料等。
直拉法的特点
设备和工艺简单，生产效率高，易于制造大直径 单晶硅。 易于控制单晶中的杂质浓度，可以制备低阻单晶。
生产温度高，硅料易被坩埚污染，使晶体的纯度 下降。
直拉法生产单晶硅
1、清 炉
冷却停加热6-8 小时后，打开炉 膛清理挥发物。
2、装料
3、抽空、通氩气 4、加热、熔硅
5、种晶 籽晶相当于在硅熔体中加入了一个定向晶核，使晶体按 晶核的晶向定向生长，制得所需晶向单晶。
先将籽晶降至液面数毫米处暂停片刻，使籽晶温度尽量 接近熔硅温度，然后将籽晶浸入熔硅，使头部熔解，接 着籽晶上升，生长单晶硅。
6、缩颈（引晶） 将籽晶快速提升，缩小结晶直径 目的：抑制位错从籽晶向晶体延伸
7、放肩 放慢生长速度，晶体硅直径增大
8、等径
等直径生长
9、收尾 单晶拉完时，由于热应力作用，尾部会产生大量位错，并 沿着单晶向上延伸，延伸的长度约等于一个直径。
三、加热系统
四、水冷系统
水冷系统包括总进水管道、分水器、各路冷却水管 道以及回水管道。由循环水系统来保证水循环正常运 行。 水冷系统的正常运行非常重要，必须随时保持各部 位冷却水路畅通，不得堵塞或停水，轻者会影响成晶 率，严重会烧坏炉体部件，造成巨大损失。
单晶硅的制备
把高纯度晶硅原料放入高纯石英坩埚中，然后把硅料熔 化为液体硅，然后人为地用一根籽晶（单晶）进行引晶， 并通过控制温度和生长速度的方法人为的控制单晶棒直
径，来达到我们所需要的单晶棒。
生长单晶的条件比较严格，要在保护气体（一般是氩气） 下进行，对真空度有严格要求，单晶炉如果漏水或漏气 也会对拉晶造成非常严重的影响，另外拉单晶这对单晶 炉的机械性能及操作人员的技术能力有很高的要求。
引晶：引晶是整个拉晶的基础，能不能引出高质量 的单晶是能不能拉出高质量单晶的关键。引晶最关 键的是要如何找出引晶的温度并预判温度的大致变 化，学会根据引晶情况来调节温度对单晶生产来说 是至关重要的。 放肩：放肩是引晶和等径之间的一个步骤，其目的 是为了使晶体在直径上最大，达到我们的要求直径， 生产出合格的晶体。放肩通常是通过降低熔硅温度 和降低生长速度来实现的。在放肩过程中，切记不 要频繁地调节温度，以免造成液面温度的剧烈变化 而坏苞，最好在引晶过程完成后根据炉内的温度情 况一次性降温。
转肩：转肩的过程与放肩的过程有点相反，它是晶体直 径达到一定要求后，通过人为地提升拉速和升温来限制 晶体直径的继续长大，达到我们所要求的直径。转肩的 关键是转肩技术提升多少速度？升多少温度？直径如何 恰到好处？都是比较关键的技术。 等径：等径是拉晶的一部分，我们是拉晶的主体，我们 所做的一切工作都是为了拉出符合直径要求的晶棒，也 就是等径部分才是我们的主要产品。在等径过程中，要 时刻观察炉内直径的变化情况和晶体的生长情况，以免 意外发生。在等径过程中，最常发生的事故是直径失控 和温度突变，最常见的是掉苞。如果发生掉苞，要根据 实际情况处理。如果已拉出的晶棒已经很长，可以有一 定的产量产出，就要视情况把晶棒取出，余料再拉一根 单晶。如果坏苞时已拉出的晶体很小或根本不能出产量， 就回熔。总之掉苞的情况各种各样、问题不一，处理办 法也不是千篇一律。
单晶硅基本知识
单晶硅的基本知识一、单晶硅的基本概念1.1 简介单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。
其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能发电、供热等。
由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足的发展，成为世界快速稳定发展的新兴产业之一。
单晶硅可用于二极管、整流件升级、电路级以与太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造。
利用单晶硅所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为电能，实现了绿色能源革命的开始。
光伏产业链1.2 单晶硅的制备方法单晶硅按照生长方法的不同，分为直拉法【CZ】、区熔法【FZ】和外延法。
直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，其所产出的单晶硅片主要用于太阳能电池的制造。
外延法生长单晶硅薄膜。
直拉法的优点：晶体被拉出液面不与器壁接触、不受容器限制，此法制备的单晶完整性高，直径和长度都可以很大，生长速率也很高。
二、单晶硅的生长2.1 母合金（掺杂剂）拉制一定型号和电阻率的硅单晶，要选用适当的掺杂剂。
五族元素常用作单晶硅的N型掺杂剂，主要有磷、砷、锑。
三族元素常用作单晶硅的P型掺杂剂，主要有硼、铝、镓。
拉制电阻率低的单晶硅（ρ≈10-2—10-3Ω.cm），一般用纯元素作掺杂剂。
拉制电阻率较高的硅单晶（1≈102Ω.cm），则采用母合金作掺杂剂。
所谓“母合金”，就是杂质元素与硅的合金。
常用的母合金有硅磷和硅硼两种，杂质浓度一般大于1018原子／cm3（ρ≈10-2—10-3Ω.cm）。
采用母合金作掺杂剂是为了使掺杂量更容易控制、更准确。
2.2 单晶硅棒的生产流程装料-抽空-检漏-熔料-二次加料-调温-引晶-放肩-等径-收尾-提出-停炉三、硅单晶电阻率、氧、碳、寿命测量方法3.1 电阻率定义：硅片中心点与偏离中心的某一点或若干对称分布的设定点（硅片半径的1/2处或靠硅片边缘处）的电阻率之间的差值。
九-单晶硅制备直拉法
CZ各生产环节及注意事项
单晶基本作业流程
冷却
拆炉、清扫
安装热场
装料
化料
收尾
等径
转肩
放肩
引晶
稳定
直拉生长工艺
（1）原料的准备 还炉中取出的多晶硅，经破碎成块状，用HF和HNO3的混
合溶液进行腐蚀，再用纯净水进行清洗，直到中性，烘干 后备用。HF浓度40%，HNO3浓度为68%。一般HNO3： HF=5：1(体积比)。最后再作适当调整。反应式
腐蚀清洗前必须将附在硅原料上的石墨、石英渣及油污等清 除干净。
石英坩埚若为已清洁处理的免洗坩埚，则拆封后就可使用。 所用的籽晶也必须经过腐蚀清洗后才能使用。
直拉生长工艺
②装炉 选定与生产产品相同型号、晶向的籽晶，把它固定在籽晶
轴上。 将石英坩埚放置在石墨坩埚中。 将硅块料及所需掺入的杂质料放人石英坩埚中。 装炉时应注意：热场各部件要垂直、对中，从内到外、从
直拉生长工艺
⑤晶颈生长 晶颈直径的大小，要根据所生产的单晶的重量决定，
其经验公式为 d=1.608×10-3DL1／2
d为晶颈直径； D为晶体直径；L为晶体长度，cm。 目前，投料量60~90kg，晶颈直径为4~6mm。 晶颈较理想的形状是：表面平滑，从上至下直径微收
或等径，有利于位错的消除。
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石墨坩埚
单个三瓣埚
三瓣埚组合后
单 个 三 瓣 埚和 埚底
单 个 三 瓣 埚和 埚底 及中 轴
加热器
➢ 左图为石墨加热器三维图。
➢ 上图为加热器脚的连接方式。加热器 脚和石墨螺丝、石墨电极间需要垫石墨纸， 目的是为了更加良性接触，防止打火。
重要的原、辅料
1、硅的基本性质
区融法和直拉法
区融法和直拉法【原创实用版】目录1.区融法和直拉法的定义与特点2.区融法和直拉法的应用领域3.区融法和直拉法的优缺点比较4.区融法和直拉法在我国的发展现状及前景正文一、区融法和直拉法的定义与特点区融法，全称区域融化法，是一种用于制造半导体器件的先进技术。
其主要原理是在一定的温度和压力下，将单晶硅片放入熔融的硼硅烷中，使硅片与硼硅烷发生反应，形成一层新的单晶硅。
这层新的单晶硅与原有的硅片连接在一起，从而实现硅片的增长。
直拉法，又称为单晶直拉法，是另一种用于制造半导体器件的技术。
其基本原理是在一定的温度和压力下，将单晶硅棒放入熔融的硅中，使硅棒与硅熔融体发生反应，并在反应过程中逐渐拉出硅棒，从而实现硅棒的生长。
二、区融法和直拉法的应用领域区融法和直拉法都是用于制造半导体器件的关键技术，其应用领域主要包括：1.集成电路：区融法和直拉法都可用于制造集成电路中的晶体管、电容器等元件。
2.光伏产业：区融法和直拉法都可用于制造太阳能电池板中的硅片。
3.微电子器件：区融法和直拉法都可用于制造微电子器件，如场效应晶体管、双极性晶体管等。
三、区融法和直拉法的优缺点比较1.优点：区融法：可以实现大尺寸硅片的制备，提高生产效率，同时可以获得高质量的硅片。
直拉法：可以制备高质量的单晶硅棒，且生产效率较高。
2.缺点：区融法：技术难度较高，对设备和工艺要求严格，且生产成本较高。
直拉法：硅片的尺寸受到限制，且可能产生位错等缺陷。
四、区融法和直拉法在我国的发展现状及前景我国在区融法和直拉法领域均有一定的研究基础和技术积累。
近年来，随着国家对半导体产业的大力支持，我国区融法和直拉法技术取得了长足的进步。
然而，与国际先进水平相比，我国在这两个领域的技术水平仍有一定差距。
未来，随着我国半导体产业的快速发展，区融法和直拉法技术将继续得到重视。
我国应加大研发投入，提高技术水平，以满足国内半导体产业的发展需求。
单晶硅的主要制备方法比较
单晶硅的主要制备方法比较
链接：/tech/20196.html
单晶硅的主要制备方法比较
硅单晶的制备方法：按拉制方法不同分为无坩埚区熔(FZ)法与有坩埚直拉(CZ)法。
区熔拉制的单晶不受坩埚污染，纯度较高，适于生产电阻率高于20欧/厘米的N型硅单晶（包括中子嬗变掺杂单晶）和高阻 P型硅单晶。
由于含氧量低，区熔单晶机械强度较差。
大量区熔单晶用于制造高压整流器、晶体闸流管、高压晶体管等器件。
直接法易于获得大直径单晶，但纯度低于区熔单晶，适于生产20欧/厘米以下的硅单晶。
由于含氧量高,直拉单晶机械强度较好。
大量直拉单晶用于制造MOS集成电路、大功率晶体管等器件。
外延片衬底单晶也用直拉法生产。
硅单晶商品多制成抛光片，但对FZ单晶片与CZ单晶片须加以区别。
外延片是在硅单晶片衬底（或尖晶石、蓝宝石等绝缘衬底）上外延生长硅单晶薄层而制成，大量用于制造双极型集成电路、高频晶体管、小功率晶体管等器件。
目前，市场上所供应的单晶硅多是以有坩埚直拉(CZ)法制备而成的，下面是直拉硅单晶生长控制主要过程示意图：
原文地址：/tech/20196.html
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区熔硅
区熔硅单晶区熔硅单晶(float zonesilicon crystal)用区熔法单晶生长技术制备的半导体硅材料，是重要的硅单晶产品。
由于硅熔体与坩埚容器起化学作用，而且利用硅表面张力大的特点，故采用悬浮区熔法，简称FZ法或FZ单晶。
CZ法(直拉法）的单晶拉制在国内比较普遍，且容易实现，主要是将多晶硅料放在坩埚中，加热后将融融态硅提拉出来，且单晶炉价格较FZ法拉制的设备便宜很多，FZ法（区熔法）时利用铜线圈将多晶硅园棒的料局部融化拉制，纯度较高。
两者拉出的单晶所用的范围不太相同。
区熔法为将一多晶硅棒(Polysilicon Rod)通过环带状加热器，以产生局部融化现象，再控制凝固过程而生长单晶棒。
CZ法利用旋转着的籽晶从坩埚中的熔体中提拉制备出单晶的方法，又称提拉法、直拉法。
1918年波兰人J. Czochralski 曾用此法测定结晶速率而得名。
就技术方面而言，CZ法较容易及较低成本增加晶圆的尺寸，以吻合微电子元件制造业要求大尺寸、高纯度、高生产率的趋向。
但区熔法所生成的晶圆有较低的含氧量，较少SiO2析出物及低机械强度，进而相对有较低电子元件产出率。
特点和应用由于不用坩埚，避免了来自坩埚的污染，而且还可以利用悬浮区熔进行多次提纯，所以单晶的纯度高。
用于制作电力电子器件、光敏二极管、射线探测器、红外探测器等。
Fz单晶的氧含量比直拉硅单晶(见半导体硅材料)的氧含量低2～3个数量级，这一方面不会产生由氧形成的施主与沉积物，但其机械强度却不如直拉单晶硅，在器件制备过程中容易产生翘曲和缺陷。
在Fz单晶中掺入氮可提高其强度。
工艺特点大直径生长，比直拉硅单晶困难得多，要克服的主要问题是熔区的稳定性。
这可用“针眼技术”解决，在FZ法中这是一项重大成就。
另一项重大成就是中子嬗变掺杂。
它使电力电子器件得到飞跃发展。
Fz技术无法控制熔体对流和晶／熔边界层厚度，因而电阻率的波动比cZ单晶大。
高的电阻率不均匀性限制了大功率整流器和晶闸管的反向击穿电压。
电池系列之直拉法与区熔法
电池系列之直拉法与区熔法一、基本概念1、CZ直拉法（CZ）全称Czoc hrals ki，是生产单晶硅棒最常用的工艺，将多晶体硅料放入坩埚中加热熔化，待温度合适后，经过将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，完成一根单晶锭的拉制。
2、区熔法如果需要生长及高纯度的硅单晶，其技术选择是悬浮区熔提炼，该项技术一般不用于Ga As。
区熔生长技术的基本特点是样品的熔化部分是完全由固体部分支撑的，不需要坩埚。
3、各向异性晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。
晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。
二、引发讨论的原贴太阳能级硅单晶切片产品规格三、答疑解惑阅读原贴后提出了三个疑问，首先来看第一个。
Q1：为啥制备法限定直拉法？不是说悬浮区熔法得到的棒子纯度更高吗？是因为成本问题吗？两种方法制得的硅棒成本比大概是多少呢？最佳回答：区融法得到的是高纯单晶硅，制备方法一般是将一根多晶硅棒悬浮区融，将杂质赶到硅棒的另一侧，这样得到的是低杂质浓度、更低缺陷的单晶硅。
因为材料非常纯，电阻值非常大，一般在变压器中使用，是不会用作电池材料的。
区融法的棒子非常贵，成本确实高。
培养一个直拉法做单晶硅棒的人才一般需要3个月，区融法人才一年能培养出来就不错了，设备也很贵，原料也贵。
Q2：我知道晶体具有各向异性的特征，那么<100>±3°的晶向具有哪些物理性质和化学性质呢？或者干脆问100、110、111三种晶向的物理和化学性质各有什么不同？最佳回答：画一个单晶硅晶胞，你会发现，不同晶向的原子面密度不一样，化学键强度也不一样，破坏所需要的能量也就不一样。
电池系列之直拉法与区熔法
电池系列之直拉法与区熔法一、基本概念1、CZ直拉法（CZ）全称Czochralski，是生产单晶硅棒最常用的工艺，将多晶体硅料放入坩埚中加热熔化，待温度合适后，经过将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，完成一根单晶锭的拉制。
2、区熔法如果需要生长及高纯度的硅单晶，其技术选择是悬浮区熔提炼，该项技术一般不用于GaAs。
区熔生长技术的基本特点是样品的熔化部分是完全由固体部分支撑的，不需要坩埚。
3、各向异性晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。
晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。
二、引发讨论的原贴太阳能级硅单晶切片产品规格三、答疑解惑阅读原贴后提出了三个疑问，首先来看第一个。
Q1：为啥制备法限定直拉法？不是说悬浮区熔法得到的棒子纯度更高吗？是因为成本问题吗？两种方法制得的硅棒成本比大概是多少呢？最佳回答：区融法得到的是高纯单晶硅，制备方法一般是将一根多晶硅棒悬浮区融，将杂质赶到硅棒的另一侧，这样得到的是低杂质浓度、更低缺陷的单晶硅。
因为材料非常纯，电阻值非常大，一般在变压器中使用，是不会用作电池材料的。
区融法的棒子非常贵，成本确实高。
培养一个直拉法做单晶硅棒的人才一般需要3个月，区融法人才一年能培养出来就不错了，设备也很贵，原料也贵。
Q2：我知道晶体具有各向异性的特征，那么<100>±3°的晶向具有哪些物理性质和化学性质呢？或者干脆问100、110、111三种晶向的物理和化学性质各有什么不同？最佳回答：画一个单晶硅晶胞，你会发现，不同晶向的原子面密度不一样，化学键强度也不一样，破坏所需要的能量也就不一样。
碱腐蚀就是利用不同晶向的化学键强度不同腐蚀的，俗话说柿子要捡软的捏，一个道理，都是键强不同的结果。
区融法和直拉法
区融法和直拉法摘要：一、区融法和直拉法的定义与背景1.区融法的概念2.直拉法的概念3.两种方法的发展背景二、区融法和直拉法的原理与过程1.区融法的原理2.直拉法的原理3.两种方法的具体操作过程三、区融法和直拉法的优缺点比较1.区融法的优点2.区融法的缺点3.直拉法的优点4.直拉法的缺点四、区融法和直拉法的应用领域1.区融法的应用领域2.直拉法的应用领域五、结论1.区融法和直拉法的对比总结2.选择合适方法的建议正文：区融法和直拉法是两种在材料科学和工程领域中广泛应用的晶体生长方法。
区融法（坩埚下降法）是一种传统的晶体生长方法，主要通过在高温下将原料熔化，然后通过控制温度和生长速率来促使晶体在固液界面处形成。
直拉法（又称Czochralski 法）是一种较为现代的晶体生长方法，其原理是在较低温度下，通过拉制一根熔融的原料棒，使其在自身重力作用下逐渐凝固成为晶体。
区融法的原理是在一个坩埚中熔化原料，然后将坩埚下降，使晶体在固液界面处逐渐生长。
这种方法适用于生长较大、较纯净的单晶，但缺点是生长速率较慢，且难以控制晶体取向。
直拉法的原理是在一个装有熔融原料的炉子中，将一根籽晶棒插入熔融原料中，然后通过拉制籽晶棒，使晶体在自身重力作用下凝固。
这种方法可以快速生长晶体，且可以方便地控制晶体取向，但缺点是晶体的纯度相对较低。
区融法的优点在于可以生长较大、较纯净的单晶，适用于对晶体质量要求较高的应用领域，如半导体材料生产。
直拉法的优点在于生长速率快、晶体取向控制方便，适用于大规模生产。
直拉法在半导体产业中也有广泛应用，如生产硅片等。
区融法和直拉法各有优缺点，实际应用中需要根据具体需求来选择合适的方法。
对于对晶体质量要求较高的领域，区融法可能是更好的选择；而对于大规模生产，直拉法具有更高的生产效率。
单晶制备方法
直拉法制单晶硅和区熔法晶体生长第一节概述多晶硅是单质硅的一种形态。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。
多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。
例如，在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性。
在化学活性方面，两者的差异极小。
多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等。
多晶硅由很多单晶组成的，杂乱无章的。
单晶硅原子的排列都是有规律的，周期性的，有方向性。
当前生长单晶主要有两种技术：其中采用直拉法生长硅单晶的约占80%，其他由区溶法生长硅单晶。
采用直拉法生长的硅单晶主要用于生产低功率的集成电路元件。
例如：DRAM,SRAM,ASIC电路。
采用区熔法生长的硅单晶，因具有电阻率均匀、氧含量低、金属污染低的特性，故主要用于生产高反压、大功率电子元件。
例如：电力整流器，晶闸管、可关断门极晶闸管（GTO）、功率场效应管、绝缘门极型晶体管（IGBT）、功率集成电路（PIC）等电子元件。
在超高压大功率送变电设备、交通运输用的大功率电力牵引、UPS电源、高频开关电源、高频感应加热及节能灯用高频逆变式电子镇流器等方面具有广泛的应用。
直拉法比用区溶法更容易生长获得较高氧含量（12`14mg/kg）和大直径的硅单晶棒。
根据现有工艺水平，采用直拉法已可生产6`18in （150`450mm）的大直径硅单晶棒。
而采用区溶法虽说已能生长出最大直径是200mm的硅单晶棒，但其主流产品却仍然还是直径100`200mm的硅单晶。
区熔法生长硅单晶能够得到最佳质量的硅单晶，但成本较高。
若要得到最高效率的太阳能电池就要用此类硅片，制作高效率的聚光太阳能电池业常用此种硅片。
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区熔单晶硅和直拉单晶硅
区熔单晶硅和直拉单晶硅是两种常用的单晶硅生产工艺。
单晶硅是一种高纯度的硅材料，广泛应用于半导体行业。
在制备单晶硅时，区熔和直拉是两种常见的工艺路线。
本文将对这两种工艺进行比较和介绍。
一、区熔单晶硅
区熔单晶硅是一种传统的生产工艺，也是最早被应用的工艺之一。
它的主要步骤包括：选材、熔炼、晶化、切割和修整等。
1. 选材：区熔单晶硅的选材是非常关键的一步。
选材要求硅原料的纯度高，杂质含量低，以确保生产出的单晶硅具有良好的电学性能。
2. 熔炼：在区熔工艺中，硅原料被放入石英坩埚中，在高温下进行熔炼。
通过控制熔炼条件和熔炼时间，使硅原料逐渐熔化并形成单晶硅。
3. 晶化：熔融的硅原料在逐渐冷却的过程中，通过特定的方法来形成单晶硅。
晶化过程需要严格控制温度和冷却速率，以保证单晶硅的晶体结构完整性和纯度。
4. 切割：晶化后的硅块需要经过切割处理，使其成为适合半导体器件制造的单晶硅片。
切割时要保证切割面的光洁度和平整度，以提高单晶硅片的质量。
5. 修整：切割后的单晶硅片需要进行修整处理，以去除切割过程中产生的缺陷和杂质。
修整过程通常包括化学腐蚀、机械研磨和抛光等步骤。
区熔单晶硅工艺的优点是工艺成熟、可控性好，生产成本相对较低。
但是，由于区熔工艺存在晶体生长速度慢、晶体纯度不易控制等问题，生产出的单晶硅片质量相对较差。
二、直拉单晶硅
直拉单晶硅是一种相对较新的生产工艺，也是目前主流的单晶硅生产工艺之一。
它的主要步骤包括：选材、熔炼、晶化、拉丝和修整等。
1. 选材：直拉单晶硅的选材要求与区熔工艺相似，同样需要高纯度的硅原料。
选材的关键是减少杂质的含量，以确保生产出高质量的单晶硅。
2. 熔炼：直拉工艺中的熔炼过程与区熔工艺类似，硅原料被放入石英坩埚中，在高温下进行熔炼。
熔炼后的硅液通过特定的方法形成一根硅棒。
3. 晶化：在直拉工艺中，硅棒从熔液中被拉出，并在拉伸过程中逐渐冷却和凝固。
通过控制拉伸速度和温度等参数，使硅棒逐渐凝固并形成单晶硅。
4. 拉丝：拉伸后的硅棒可以进一步通过拉丝机进行加工，将其拉成所需的直径和长度。
拉丝过程需要严格控制温度和拉伸速度，以保证单晶硅的质量和尺寸精度。
5. 修整：拉丝后的单晶硅棒需要进行修整处理，以去除表面的缺陷和杂质。
修整过程通常包括化学腐蚀、机械研磨和抛光等步骤。
直拉单晶硅工艺的优点是晶体生长速度快、晶体纯度高，生产出的单晶硅片质量相对较好。
但是，直拉工艺的设备和技术要求较高，生产成本也较高。
区熔和直拉是两种常见的单晶硅生产工艺。
区熔工艺成熟、工艺可控性好，生产成本相对较低；而直拉工艺生产出的单晶硅质量更好，但设备和技术要求较高。
不同的工艺路线可以根据具体需求和经济因素选择，以满足不同领域对单晶硅的需求。