Монокристаллы 004
Ииии… опять про монокристаллы
Монокристаллические полупроводники это… ну не будет без этого ничего работать. Их нужно достаточно много, нужно высокое качество, их производство и использование должно быть экономически выгодным.
Существует несколько (используемых) методов получения монокристаллов кремния и других полупроводниковых материалов.
На заре полупроводниковой индустрии использовалось несколько методов. Но наибольшее развитие получил один - метод Чохральского. Это “вытягивание” монокристалла из расплава. В основном конкуренция (тогда ещё для выращивания монокристаллов германия) была с другими разновидностями вытягивания из расплава и различными вариантами зонной плавки (когда плавится только часть поликристаллического материала, а застывает уже на стороне монокристалла).
При этом, метод Чохральского показывал не самые лучшие характеристики по количеству примесей и количеству дефектов, но он оказался подходящим для массового производства полупроводников после создания технологии фотолитографии.
Оказалось, что чем больше размеры полупроводникового куска, тем дешевле с ним работать. Т.к. проще за один раз это все перемещать. Да и полупроводники довольно хрупкие. С тонкими пластинами всегда какие-то проблемы.
Выращенный монокристалл потом пилят тонкой проволокой. Очищают. Шлифуют. Потом все уже эти операции по созданию чипов.
И тут важно, что проецируют за раз только один чип. По этой причине литографы ещё называют степперами.
По факту монокристаллы большого размера нужны по экономическим и технологическим причинам.
Давно известная зонная плавка для небольших кристаллов дает гораздо лучшие показатели по дефектам. Но не технологична.
Т.е. если кто-то покопается в сути этих процессов, а только потом в термодинамике - поймет, что проблему надо рассматривать гораздо шЫрше.
И тут появились технологии 3D печати. Это не зонная плавка в прямом смысле слова. Нужна хитрая оптика. Нужно управлять параметрами расплава, фронта кристаллизации. Но это возможно, т.к. для некоторых сплавов показано на практике. Хотя и довольно примитивно. Плоский луч не самое оптимальное.
Так что мы предлагаем наши 3D принтеры, которые под такую задачу собираться отдельно, для исследований в этой области. Т.е. разработки технологий печати монокристаллов.
Почему? Потенциально гораздо лучшие характеристики, чем у кристаллов по Чохральскому на выходе из цепочки с разрезанием и прочим. Хотя их шлифовать аналогично надо. Потенциально более высокие скорости работы за счет металлической подложки - выдерживает большие нагрузки, хорошо отводится тепло и прочее.
И не заливать про термодинамику и прочее, уже сравнили для разных процессов. Вопрос уже в экспериментальной работе в лабораториях.
P.S. Есть негласная традиция, что сначала технология предлагается в РФ. Т.к. потом могут быть претензии. И такие посты во многом формальность. Ходить обивать пороги и выклянчивать гранты никто не будет. Предложили - нет отклика, с чистой совестью продаём уже тем кому реально надо.
Last updated