區域熔煉法(Float Zone)

區域熔煉法(Float Zone)主要用於生產超高純度單晶矽(純度可達 11N),其產品主要應用於高性能電子元件、微系統技術及半導體技術領域。 多晶矽產業、太陽能產業及研發領域亦能從此技術中受益。相較於使用石英坩堝(石英=二氧化矽)的方法,浮區法(FZ)的優勢在於氧氣污染程度顯著降低。此外,亦無需負擔一次性坩堝的額外成本。

 

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流程

在反應室中,一根經過純化的多晶矽棒(源棒)被放置於高頻感應線圈上方。 為避免電擊穿,此製程通常在壓力介於 0.5 至 5 巴之間的氬氣環境中進行。透過添加適當氣體(例如磷化氫或二硼烷),使其擴散至熔體中,即可對矽進行摻雜。
藉由將高頻能量耦合至矽棒表面附近,可使矽棒下端在無接觸的情況下熔化。為確保熔化區域盡可能均勻,矽棒會緩慢旋轉。

區域熔融結晶法

熔融區與位於線圈下方的薄單晶種晶接觸,並透過線圈中央的小孔向上移動。當種晶與源棒液態的下端接觸後,種晶便會緩慢向下移動並同時旋轉。 隨後,單晶體便會依照種晶的晶體結構與取向生長。在種晶底部持續生長單晶的同時,透過從上方緩慢送入並熔化源棒,以維持液態區的穩定。

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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

相關產業

半導體

由於浮區矽具有低缺陷密度和高電荷遷移率,因此特別適合用於高頻技術中的元件,例如行動電話基地台和雷達系統。

更多產業資訊

電力電子

Floatzone 矽用於生產功率半導體元件,例如二極體、雙極性電晶體、IGBT 及 MOSFET。這些元件廣泛應用於電源供應器、逆變器、驅動系統及能源傳輸領域。

技術

浮動區(FZ)技術能夠生產出高電阻率的超純矽單晶,適用於高性能電子產品及半導體應用。透過連續氣相摻雜,可在整個晶體長度上實現均勻的電阻率分布,確保晶體中均勻具備所需的電學特性。

高效晶體生長

與楚克拉爾斯基法相比,浮游區法能降低材料與能源成本,因為無需使用昂貴的石英坩堝,且僅需加熱一小段晶體。其拉晶速度也顯著更高。此外,透過反覆處理,可逐步提高矽晶體的純度。

永續生產,歐洲製造

為了生產標準及客製化的壓力容器、組件和真空腔室,我們在歐洲設有自營的製造廠。該廠完全不使用化石燃料供電,完全符合我們的永續發展目標。

關鍵優勢一覽

  • 快速交貨:大幅降低對外部供應商的依賴
  • 靈活的客製化服務:可立即執行短通知期的設計變更
  • 可靠的材料供應:憑藉長期建立的在地合作夥伴關係,能持續取得高品質材料。
  • 最高加工品質(含標準認證):透過內部執行焊接作業,可直接監控接合處的合規性,這對於符合 UNI EN ISO 3834 等標準至關重要。
  • 頂級標準:當然,我們的設施完全符合我們對品質、安全與永續性的嚴格要求。
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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

Float Zone 系統概覽

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

FZ-14M/FZ-14MG

浮區晶體生長系統 FZ-14M 是專為工業級多晶矽生產中的材料分析,而開發的單晶矽晶體樣品製備系統。

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

FZ-35

浮區晶體生長系統 FZ-35 用於工業生產直徑最大達 200 公釐(8 英吋)的單晶矽晶體。根據源棒的尺寸,可拉製長度達 2,000 公釐的晶體。

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