Близько 75% всього виробництва монокристалічного Si веде-ся за методом Чохральського, який забезпечує відповідний рівень якості, необхідний при виготовленні БІС (інтегральних мікро-схем великій мірі інтеграції).
Метод Чохральського заснований на спрямованої кристалізації на приманку з великого обсягу розплаву.
Сучасна установка для вирощування по Чохральскому (рисунок 3.1) представляє великий агрегат висотою більше 5 м, що включає робочу камеру, електронагрівач, прецизионную кінематичну систему, систему вакуумування і газорозподілу, пристрої контролю та управління через ЕОМ.
Послідовність операцій при вирощуванні монокристалів наступна.
3.5.1.1 Підготовка та завантаження вихідних матеріалів. У тигель поміщають полікристалічний Si, отриманий хлоридним методом, легирующую домішка, відходи монокристалів, вакуумируют робочу камеру, розплавляють матеріали в тиглі і витримують при Т> Тплавл
щоб випарувалися леткі домішки.
3.5.1.2 Прогрівання затравки. Запал - це монокристаллический
стрижень з Si малого діаметра, службовець центром кристалізації.
Поперечний переріз затравки визначає орієнтацію монокристалла: # 916; - (III), # 9633; - (100), # 9644; - (110).
Малюнок 3.10 - Схема установки для вирощування злитків Si за методом Чохральського.
Прогрівають приманку при високих температурах, щоб запобігти термоудар, поява структурних недосконалостей при опусканні її в розплав.
3.5.1.3 Вирощування шийки. Приманку опускають в розплав і з ви-сокой швидкістю піднімають, при цьому з розплаву "витягується"
тонкий кристал малого діаметра - шийка.
3.5.1.4 Разращіваніе і "вихід на діаметр". За рахунок зниження
швидкості "підйому до (1,5-3) мм / хв здійснюється збільшення
діаметра до заданого номіналу.
3.5.1.5 Вирощування циліндричної частини в автоматичному ре-жимі. ЕОМ забезпечує управління системами підтримки температури, швидкості витягування, підіймання та опускання штока з запалом,
обертання тигля.
3.5.1.6 Оттяжка на конус і відрив кристала від залишків розплаву.
3.5.1.7 Повільне охолодження кристала, щоб звести до мінімуму дефекти його структури. Діаметр монокристалічних злитків
(75-100) мм, довжина 1,5 м. Можливе вирощування злитків діаметром 150 мм і більше. В задану марку по питомому опору попа-дає зазвичай не більше 50% довжини злитка, решта розподіляється на інші марки або направляється знову в тигель для розплавлення.
Недоліки методу Чохральського:
- нерівномірний розподіл домішок, дефектів по довжині злитий-ка і по площі кристала.
Для вирощування високочистих монокристалів Si г застосовують ме-тод бестигельной зонного плавлення.