柴式長晶法


 

CGS(Crystal Growing Systems, CGS)原本是萊寶(Leybold Heraeus)集團中的晶體生長部門而後獨立成為一家公司,又被併入PVA TePla集團中,專門提供各式的晶體生長設備,其中一種即是 (Czochralski, CZ)柴式長晶法。該 製程的第一步驟是將高純度的多晶矽放入石英坩鍋中;接著升高爐內溫度使多晶矽熔化,當爐內的矽為液態再將一根晶種浸入矽熔湯之中。由於在浸入的那一瞬間溫 度會稍微的下降,液態的矽元素便開始沿著晶種的晶格方向生生長成單晶矽。隨著晶種緩慢的上升與旋轉,單晶的矽棒圓柱(ingot)也隨之形成。

嚴密監控的拉速/轉速和溫度是控制單晶矽棒結晶方向的主要因素,以確保晶棒晶格可以按照晶種的方向排列,並在這樣單晶晶格排列順序下維 持一定的晶棒直徑尺寸。

在半導體領域當中,採用CZ方式長出的晶圓是目前的主流,PVATePla(CGS)能夠提供生產最大至18”直徑、500Kg重的單晶晶棒的設備,也是世界Tier 1晶圓生產廠商的設備供應商。
此外太陽能晶片產業有許多廠商採用柴式長晶法生長晶棒,雖然單晶矽晶片製程繁瑣,相對於多晶矽晶片製程成本也高。但由於其轉換效率高並具有未來性、已漸漸成為趨勢。