플로트 존 공정

“존 용융 공정(zone melting process)”이라고도 불리는 플로팅 존(floating-zone) 기술은 초고순도 단결정 실리콘(순도 최대 11N 달성) 생산에 사용되며, 주로 고성능 전자기기, 마이크로시스템 기술 및 반도체 기술 분야의 부품 제조에 활용됩니다. 폴리실리콘 산업, 태양광 산업 및 연구 개발 분야에서도 이 기술의 혜택을 누리고 있습니다. 석영 도가니(석영 = 이산화규소)를 사용하는 방법에 비해 FZ 공정의 장점은 산소 오염이 현저히 적다는 점입니다. 또한 소모성 파트인 도가니에 대한 추가 비용이 발생하지 않습니다.

 

제품 문의

과정

챔버 내에서 정제된 다결정 실리콘 봉(소스 봉)을 고주파 유도 코일 위에 배치합니다. 전기적 파괴를 방지하기 위해 이 공정은 일반적으로 0.5~5bar의 압력을 가진 아르곤 분위기에서 수행됩니다. 용융물 속으로 확산되는 포스핀이나 디보란과 같은 적절한 가스를 주입함으로써 실리콘에 도핑을 할 수 있습니다.
고주파를 표면 근처의 실리콘 봉에 유도함으로써 하단부가 비접촉 방식으로 용융됩니다. 해당 영역이 가능한 한 균일하게 용융되도록 하기 위해 봉을 천천히 회전시킵니다.

영역 용융 결정 성장법

용융 구역은 코일 아래에 위치한 얇은 단결정 시드 크리스탈과 접촉하게 되며, 코일 중앙의 작은 구멍을 통해 위쪽으로 이동합니다. 시드 크리스탈이 원료봉의 액체 상태인 하단부와 접촉한 후, 시드 크리스탈은 천천히 아래로 이동하면서 회전합니다. 그러면 모결정의 결정 구조와 방향에 따라 단결정이 성장한다. 모결정 하단에서 단결정이 계속 성장하는 동안, 상부에서 원료봉을 서서히 공급하고 용융시켜 액상 영역을 유지한다.

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View into a float‑zone crystal growth chamber showing the molten silicon zone during processing
View into a float‑zone crystal growth chamber showing the molten silicon zone during processing

관련 산업

반도체

플로트존 실리콘은 결함 밀도가 낮고 전기 이동도가 높아, 휴대전화 기지국이나 레이더 시스템과 같은 고주파 기술 분야의 부품에 특히 적합합니다.

업계에 대한 자세한 정보

파워반도체

플로트존 실리콘은 다이오드, 사이리스터, IGBT, MOSFET과 같은 전력 반도체 제조에 사용됩니다. 이러한 소자들은 전원 공급 장치, 인버터, 구동 시스템 및 에너지 전송 분야에 활용됩니다.

기술

플로팅 존(FZ) 기술은 고성능 전자기기 및 반도체 응용 분야에 사용되는 높은 저항률을 지닌 초순도 실리콘 단결정을 생산할 수 있게 해줍니다. 지속적인 기상 도핑을 통해 결정 전체 길이에 걸쳐 균일한 저항률 분포를 얻을 수 있어, 원하는 전기적 특성이 결정 내에 균일하게 유지됩니다.

효율적인 결정 성장

초크랄스키 공정에 비해 플로트존 공정은 고가의 석영 도가니가 필요하지 않고, 소량의 결정 부분만 가열하기 때문에 재료비와 에너지 비용이 더 저렴합니다. 또한 결정 인발 속도가 훨씬 빠릅니다. 더불어 반복적인 공정을 통해 실리콘 결정의 순도를 점진적으로 높일 수 있습니다.

지속 가능한 생산, 유럽 제조

표준 및 맞춤형 압력 용기, 부품, 진공 챔버 생산을 위해 당사는 유럽에 자체 제조 시설을 운영하고 있습니다. 이 시설은 화석 연료를 전혀 사용하지 않고 전력을 공급받으며, 이는 당사의 지속가능성 목표와 완벽하게 부합합니다.

주요 장점 요약

  • 빠른 납기: 외부 공급업체에 대한 의존도 감소
  • 유연한 맞춤 제작: 갑작스러운 설계 변경도 즉시 반영 가능합니다.
  • 안정적인 자재 확보: 오랜 기간 지속된 현지 파트너십을 통해 고품질 자재를 지속적으로 확보할 수 있습니다.
  • 표준을 포함한 최고의 가공 품질: 사내에서 용접 작업을 수행함으로써 접합부 적합성을 직접 모니터링할 수 있으며, 이는 UNI EN ISO 3834와 같은 표준을 충족하는 데 필수적입니다.
  • 최고 수준의 표준: 당사의 시설은 당연히 품질, 안전 및 지속 가능성에 대한 당사의 엄격한 요구 사항을 충족합니다.
다음
Front view of a float‑zone crystal growth chamber with visible molten silicon zone
Operator in cleanroom suit monitoring a float‑zone crystal growth system through the observation window
Close-up of crystal growth vessel openings with metal flanges and condensation on the surface

플로트 존 시스템 개요

Float‑zone crystal growth system with central vertical chamber and control unit.

FZ-14M/FZ-14MG

플로트 존 결정 성장 시스템 FZ-14M은 산업용 폴리실리콘 생산 과정에서 재료 분석을 위한 단결정 실리콘 시료 준비를 목적으로 특별히 개발되었습니다.

추가 정보
Large float‑zone crystal growth system with vertical process chamber and surrounding support structure

FZ-35

플로트 존 결정 성장 시스템 FZ-35는 직경 최대 200mm(8인치)의 단결정 실리콘을 산업적으로 생산하는 데 사용됩니다. 원료봉의 크기에 따라 최대 2,000mm 길이의 결정체를 성장시킬 수 있습니다.

추가 정보

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