ทั้งวิธีการ Czochralski (CZ method) และวิธีการหลอมโซน (FZ method) เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลึกซิลิกอนเพื่อผลิตผลึกที่มีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอ เหล่านี้เป็นวิธีที่ต้องใช้ความพยายาม ทักษะ และความอดทนพอสมควรในการเรียนรู้ — เหมือนกับศิลปะการต่อสู้
การสร้างผลึกซิลิกอนที่สมบูรณ์แบบ
มันเหมือนกับนักแม่ไม้ผู้เชี่ยวชาญที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วแต่ด้วยความระมัดระวัง ซึ่งคล้ายกับวิธีที่เราเติบโตผลึกซิลิกอนที่สมบูรณ์แบบด้วย CZ method ก่อนอื่น ผลึกเล็ก ๆ ที่เรียกว่า seed crystal จะถูกจุ่มลงในซิลิกอนที่หลอมละลายด้วยความร้อน ผลึกซิลิกอนยาวจะเกิดขึ้นเมื่อ seed crystal ถูกดึงขึ้นช้า ๆ จำเป็นต้องควบคุมอย่างแม่นยำแม้กระทั่งความเร็วในการดึงออกมาเพื่อให้แน่ใจว่าผลึกนั้นสมบูรณ์แบบ
การปรับปรุงซิลิกอนด้วยความใส่ใจ
คล้ายกับที่นักแม่ไม้พัฒนาความสามารถผ่านการทำซ้ำ FZ technique ส่งเสริมการปรับปรุงภายในของซิลิกอน ในวิธีนี้ แท่งซิลิกอนจะถูกดึงช้า ๆ ผ่านพื้นที่ที่มีความร้อน ซึ่งทำให้สิ่งปนเปื้อนสะสมอยู่ที่ปลายหนึ่ง โดยการดึงซิลิกอนออกช้า ๆ จากแท่งซิลิกอนที่มีความบริสุทธิน้อย ส่วนที่ไม่ดีจะถูกกำจัดออกไปและคุณจะได้ผลึกซิลิกอนที่บริสุทธิ์เกือบทั้งหมด การดำเนินการนี้ต้องใช้ความอดทนและความชำนาญเพื่อให้ได้ผลึกสุดท้ายที่มีคุณภาพ
การเปลี่ยนวิธีที่คุณมอง CZ และ FZ
วิธี CZ และ FZ เป็นความลับสองอย่างที่พิเศษในการทำผลึกซิลิกอน ทั้งสอง วิธี ได้รับการพัฒนามาเป็นเวลาหลายปี และทุกขั้นตอนมีความสำคัญ เช่น เราสามารถเน้นว่า เทคนิค CZ ใช้เพื่อเติบโตผลึกซิลิกอนคุณภาพสูงที่มีขนาดใหญ่ ในขณะที่เทคนิค FZ ใช้ทำความสะอาดซิลิกอนโดยการกำจัดสารปนเปื้อน ทั้งสองเทคนิคต้องการความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับพลศาสตร์ของซิลิกอนและการควบคุมอุณหภูมิและความเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำ
FE4 วิธี Czochralski (CZ) และ Float Zone (FZ) สำหรับการเติบโตของผลึกซิลิกอน
วิธี CZ และ FZ เป็นกระบวนการที่ยาวนานและไม่ง่ายสำหรับการผลิตผลึกซิลิกอน มันเริ่มต้นด้วยการหลอมซิลิกอนบางส่วนในภาชนะ จากนั้นดึงผลึกเมล็ดขึ้นในวิธี CZ หรือทำความสะอาดซิลิกอนในวิธี FZ วิธี , เป็นต้น กระบวนการนี้อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือแม้กระทั่งหลายวัน เนื่องจากแต่ละขั้นตอนต้องการตรวจสอบและแก้ไขอย่างละเอียด เมื่อเสร็จสิ้นแล้ว คุณจะได้ผลึกซิลิกอนบริสุทธิ์ — ส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์ เช่น สมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์
วิธี CZ กับวิธี FZ
อย่างไรก็ตาม สองวิธีนี้แตกต่างกันในแง่ของการเจริญเติบโตของผลึกซิลิกอนคุณภาพสูง ซึ่งช่วยให้เกิดผลึกขนาดใหญ่ขึ้นโดยมีข้อบกพร่องน้อยลงในโครงสร้างของมัน ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างความบริสุทธิ์ด้วยวิธี CZ ส่วนในการทำความสะอาดซิลิกอนเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน วิธี FZ มีประสิทธิภาพมากกว่า ดังนั้นจึงเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการในการสร้างผลึกซิลิกอนที่บริสุทธิ์สูงสุด