Silicio de zona flotante
El silicio de zona flotante es silicio muy puro obtenido por fusión de zona vertical . El proceso fue desarrollado en Bell Labs por Henry Theuerer en 1955 como una modificación de un método desarrollado por William Gardner Pfann para el germanio . En la configuración vertical, el silicio fundido tiene suficiente tensión superficial para evitar que la carga se separe. La principal ventaja es el crecimiento sin crisol que evita la contaminación del silicio del propio recipiente y, por lo tanto, una alternativa inherentemente de alta pureza a los cristales de boule cultivados por el método Czochralski .
Las concentraciones de impurezas ligeras, como los elementos carbono (C) y oxígeno (O 2 ), son extremadamente bajas. Otra impureza ligera, el nitrógeno (N 2 ), ayuda a controlar los microdefectos y también produce una mejora en la resistencia mecánica de las obleas , y ahora se está añadiendo intencionalmente durante las etapas de crecimiento.
Los diámetros de las obleas de zona flotante no suelen ser mayores de 200 mm debido a las limitaciones de la tensión superficial durante el crecimiento. Una varilla policristalina de silicio ultrapuro de grado electrónico se hace pasar a través de una bobina de calentamiento por radiofrecuencia , que crea una zona fundida localizada a partir de la cual crece el lingote de cristal. Se utiliza un cristal semilla en un extremo para iniciar el crecimiento. Todo el proceso se lleva a cabo en una cámara de vacío o en una purga de gas inerte.
La zona fundida arrastra las impurezas y, por lo tanto, reduce la concentración de impurezas (la mayoría de las impurezas son más solubles en la masa fundida que en el cristal). Se utilizan técnicas de dopaje especializadas, como el dopaje de núcleo , el dopaje de píldora, el dopaje de gas y el dopaje de transmutación de neutrones, para incorporar una concentración uniforme de impurezas deseadas.
Las obleas de silicio de zona flotante pueden irradiarse con neutrones para convertirlas en un semiconductor dopado con n.
Solicitud
El silicio de zona flotante se utiliza normalmente para dispositivos de potencia y aplicaciones de detección , donde se requiere alta resistividad. [1] : 364 Es muy transparente a la radiación de terahercios y se utiliza normalmente para fabricar componentes ópticos, como lentes y ventanas, para aplicaciones de terahercios. También se utiliza en paneles solares de satélites, ya que tiene una mayor eficiencia de conversión. [2] [3] [1] : 364
Véase también
Referencias
- ^ ab Sze, SM (2012). Dispositivos semiconductores: física y tecnología. MK Lee (3.ª ed.). Nueva York, NY: Wiley. ISBN 978-0-470-53794-7.OCLC 869833419 .
- ^ "Nueva innovación solar reduce los costos en un 60% y aumenta la eficiencia en un 24%". 19 de octubre de 2017. Consultado el 20 de octubre de 2017 .
- ^ "Paneles solares de silicio de zona flotante: un 60 % menos costosos y un 25 % más eficientes" . Consultado el 20 de octubre de 2017 .
- Michael Riordan y Lillian Hoddeson (1997) Crystal Fire: el nacimiento de la era de la información , página 230, WW Norton & Company ISBN 0-393-04124-7 .
