فرایند چکرالسکی
From Wikipedia, the free encyclopedia
فرایند چُکرالِسکی اولین بار در سال ۱۹۱۸ توسط یان چکرالسکی (۱۸۸۵–۱۹۵۳) که یک متالورژیست لهستانی بود، ابداع شد.[1] چکرالسکی این فرایند را بهطور اتفاقی در سال ۱۹۱۵ درحالیکه روی سرعت تبلور فلزات تحقیق میکرد، ابداع کرد. او هنگامی که مشغول نوشتن مطلبی بود به اشتباه به جای فروکردن قلم در جوهر آن را در قلع مذاب فرو برد و کشف کرد ماده به دست آمده از آن تک بلور است.[2] او با کشیدن مداوم بلور تشکیلشده از سطح مذاب، تک بلور را ایجاد کرد. اولین تک بلوری که به این روش تولید شد، تک بلوری از جنس روی به شکل مفتولی با قطر ۱ میلیمتر بود[نیازمند منبع]. تا سال ۱۹۳۷ این روش برای تولید و مطالعه تکبلور فلزات استفاده میشد.[3] در این سال برای اولین بار تکبلوری استوانهای شکل به قطر ۲ سانتیمتر و طول ۳۰ سانتیمتر از NaCl با فرایند چکرالسکی به دست آمد. برای تولید این تکبلور علاوه برکشیدن مداوم و آهسته بلور با سرعت ۵ سانتیمتر در ساعت، بلور را با سرعت ۱۰ دور در دقیقه میچرخاندند. با ظهور ترانزیستورها در دهه ۵۰ میلادی، نیاز به تولید تکبلورهای نیمرساناها افزایش یافت. این امر باعث گسترش فرایندهای تولید تکبلور ازجمله فرایند چکرالسکی شد. در سال ۱۹۵۰ اولین تکبلور ژرمانیوم به قطر ۲٫۵ سانتیمتر با این فرایند تولید شد. با توجه به خواص بهتر سیلیسیم بهعنوان نیمرسانا، تلاشها برای تولید تکبلورهای سیلیسیم آغاز شد. هرچند به علت دمای ذوب بالاتر و واکنش پذیری بیشتر، تولید تک بلور سیلیسیم سختتر است.
این مقاله نیازمند ویکیسازی است. لطفاً با توجه به راهنمای ویرایش و شیوهنامه، محتوای آن را بهبود بخشید. (مارس ۲۰۱۷) |
روشی که چکرالسکی بدان دست یافت فقط شامل بالا کشیدن بلور منجمد شده از مذاب بود. باگذشت زمان بهبودهایی در فرایند به وجود آمد که عبارتاند از:
- یک تک بلور کوچک برای مشخص کردن جهت بلور استفاده شد.
- کنترل شکل بلور (قطر استوانه) با کنترل دما
- کنترل ناخالصیهای موجود در نیمرسانا با کنترل سرعت بالا کشیدن و چرخش بلور