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Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Crescita dei cristalli: differenze tra le versioni

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E' un metodo di crescita alternativo al processo Czochralski, che permette di realizzare cristalli di purezza più elevata. Mediante tale tecnica si riescono a ridurre grandemente la concentrazione di impurezze molto leggere quali carbonio ed ossigeno. Per quanto riguarda l'azoto esso viene volutamente aggiunto nel processo per migliorare la robustezza meccanica dei wafer.
 
Il diametro dei wafer prodotti con questo processo sono in genere non maggiori di 150mm150 mm a causa delle limitazioni dovute alla [[w:Tensione_superficiale|tensione superficiale]] durante il processo di crescita. La tecnica consiste nel far passare una sbarra di Silicio policristallino di grado elettronico ultrapuro attraverso una bobina a RF che riscalda la sbarra mediante induzione. Si crea in questa maniera una zona localizzata fusa da cui il lingotto di cristallo cresce. Anche in questo caso un seme di cristallo all'inizio orienta il lingotto. Il processo viene effettuato o in alto vuoto o in una atmosfera di gas inerte. La zona fusa porta via le impurezze e quindi riduce la concentrazione delle impurezze nella parte solida che via via si cristallizza. La maggior parte delle impurezze sono più solubili nel fuso che nel cristallo stesso. Il drogaggio mediante questa tecnica può essere molto più selettivo ed uniforme.
 
Il costo dei cristalli prodotti con questa tecnica è più elevato quindi
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Il lingotto viene poi tagliato in sottili dischi ([[w:Wafer_(elettronica)|wafer]]) con una sega con dischi diamantati. Ogni wafer ottenuto viene [[w:lappatura|''lappato'']] (tecnica di riduzione della rugosità) su una o due facce con paste abrasive in genere polvere di allumina (<math>Al_2O_3\ </math>) immersa in glicerina. Questo trattamento riduce la rugosità su larga scala a circa <math>2 \mu m</math>. In seguito subisce un trattamento chimico successivo per rimuovere i danni e poi [[w:lucidatura|lucidata]] con particelle sferiche di <math>SiO_2\ </math> immerse NaOH. Il wafer finale ha una rugosità su piccola scala (dimensione dei dispositivi) di pochi passi atomici.
 
I wafer più sono grandi più permettono la riduzione del costo dei chip finali, per questa ragione nel tempo le dimensioni dei wafer sono aumentate via via. Attualmente le massime fette di silicio hanno un diametro di 300mm300 mm. Attualmente (2012) <ref>http://www.physorg.com/news129301282.html</ref> i wafer commerciali di maggiore diametro sono di 45 cm . I wafer di silicio hanno uno spessore compreso tra 0.2 e 0.75 mm.
 
Nella figura si vede un lingotto che poi verrà successivamente tagliato e lucidato.
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