Wat is MCZ-methode (magnetic Czochralski)?

Variant van de CZ-methode waarbij een magnetisch veld op de smeltkroes wordt aangelegd om de convectie van de smelt te onderdrukken. De zuurstofconcentratie in het kristal is er gemakkelijker mee te regelen; wordt gebruikt bij kristallen met grote diameter.

Japanse benaming: MCZ法(磁場印加CZ法)

“MCZ-methode (magnetic Czochralski)” komt voor in 3 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Siliciumwafers.

Vakgebied: Siliciumwafers

Nu oefenen: vragen over MCZ-methode (magnetic Czochralski)

Welke onzuiverheid wordt in relatief grote hoeveelheid uit de kroes in een met de CZ-methode gegroeid siliciumkristal opgenomen?

  1. AGoud
  2. BZuurstof
  3. CHelium
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Zuurstof

Bij de CZ-methode wordt silicium in een kwartsen (SiO2) kroes gesmolten, zodat zuurstof die uit de kroes oplost in een concentratie van circa 10¹⁸ cm⁻³ in het kristal wordt opgenomen. Zuurstof verhoogt de mechanische sterkte van het kristal doordat het dislocaties vastzet en de precipitaten die bij warmtebehandeling ontstaan werken als gettersites, maar een te hoge concentratie veroorzaakt defecten en thermische donoren. Daarom wordt de concentratie geregeld met onder meer de MCZ-methode, waarbij convectie met een magneetveld wordt onderdrukt, en wordt per toepassing een specificatie vastgesteld.

Welke methode onderdrukt bij de CZ-methode de convectie van de smelt door een magneetveld aan te leggen op de kroes, om onder meer de zuurstofconcentratie te regelen?

  1. AFZ-methode
  2. BMCZ-methode (CZ-methode met magneetveld)
  3. CBridgman-methode
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. MCZ-methode (CZ-methode met magneetveld)

Gesmolten silicium geleidt elektriciteit, zodat bij een aangelegd magneetveld op de bewegende smelt een tegengestelde kracht (Lorentzkracht) werkt die de convectie onderdrukt. Bij de MCZ-methode kan hiermee de opname van zuurstof die uit de kroes oplost in het kristal worden beperkt, en kunnen temperatuurschommelingen en daarmee groeistrepen worden verminderd, zodat de homogeniteit van het kristal toeneemt. Bij kristallen van 300 mm, waarbij de smeltmassa enkele honderden kg bedraagt, is de convectie hevig, zodat de MCZ-methode met een transversaal magneetveld standaard wordt gebruikt.

“MCZ-methode (magnetic Czochralski)” in de toelichting

Vragen met “MCZ-methode (magnetic Czochralski)” (3)

  1. Welke onzuiverheid wordt in relatief grote hoeveelheid uit de kroes in een met de CZ-methode gegroeid siliciumkristal opgenomen?
  2. Welke methode onderdrukt bij de CZ-methode de convectie van de smelt door een magneetveld aan te leggen op de kroes, om onder meer de zuurstofconcentratie te regelen?
  3. Hoe heet de periodieke strookvormige verandering van de concentratie van dopanten of zuurstof in CZ-kristal, veroorzaakt door onder meer temperatuurschommelingen aan het groeigrensvlak van het kristal?

Vergelijkingen met deze term

Verwante termen

Czochralski-methode (CZ-methode) Thermische donoren DZ (denuded zone) Floating-zonemethode (FZ-methode) Gettering Ingot Kristaloriëntatie Monitorwafer Necking Segregatiecoëfficiënt

Naar de woordenlijst