浮带硅
浮带硅（英语：Float-zone silicon）是利用垂直式区域熔炼技术所得到的高纯度硅。先是1953年美国陆军通讯兵团的科学家保罗·开克（Paul H. Keck，1908年6月28日－1963年4月8日）与马塞尔·儒勒·埃都瓦·高莱以区域熔炼法制备出硅单晶。[1] 后来又有1955年贝尔实验室的Henry Theuerer改良威廉·加德纳·普凡纯化锗的程序而开发出相关技术。在垂直式的区域熔炼里，熔融硅有足够的表面张力避免炉料固液分离，如此便可不用再加装密闭容器防止硅被污染。
若欲取得高纯度的硅，浮带硅制程是柴式拉晶法的替代方案。以此法精炼之硅可以做到碳、氧等杂质浓度极低。另一种杂质氮可以控制微小的晶体缺陷，而且有置换型固溶强化的效果，是故在晶体的成长阶段常常人为刻意渗氮保留一点点氮杂质。
浮带硅受限于成长时必须控制表面张力，所以制造出来的晶圆直径通常不超过150毫米。一条超纯电子级多晶晶棒通过一环射频加热线圈，在该晶棒上产生一小段熔融区长晶。一小颗晶种置于一端以启始晶体成长。整个制程必须在通惰性气体或在真空腔体吹净中进行，尽可能避免污染。因多数杂质在硅中的平衡分离系数小于1，故杂质往液态之熔融浮区移动被带走。特殊掺杂技术如核心位置掺杂、小球掺杂、渗气掺杂、中子转化掺杂等等可以达成杂质浓度均匀一致。
应用
[编辑]区域熔融法精炼出来的硅通常用在功率半导体器件以及光传感器或其他传感器的用途上。浮带硅对太赫兹辐射具高通透性，故常被用来制造需要对太赫兹辐射有高通透性的光学元件如透镜、窗等。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]参考书目
[编辑]- Michael Riordan & Lillian Hoddeson著，叶伟文译，原书名《Crystal Fire: the birth of the information age》，中译名《硅晶之火》，台北市：天下文化出版，1997年，ISBN 957-621-492-0.