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Czochralski-Verfahren

 
     
  1918 von Czochralski publiziertes Verfahren zur Kristallzüchtung aus der Schmelze, mit dem er die Wachstumsgeschwindigkeit von dünnen drahtförmigen Einkristallen von Zinn, Blei und Zink ausmass. Die entscheidende Entwicklung allerdings kam nach dem 2. Weltkrieg, als dieses Verfahren von Teal und Little 1950 auf die Züchtung von Germaniumkristallen und dann 1952 auf die Herstellung von Silicium-Einkristallen angewendet wurde. Heute ist die Siliciumherstellung weltweit mit einer Produktion von einigen Tausend Jahrestonnen an Silicium-Einkristallen sowohl mengenmässig als auch wertmässig nach diesem Verfahren als äusserst erfolgreich anzusehen. Grundlage des Verfahrens ist ein Tiegel, in dem die Schmelze einige Grad über dem Schmelzpunkt gehalten wird. Darin wird ein Keimkristall von oben eingetaucht und nach dem Anwachsen langsam, meist unter Rotation, herausgezogen, so dass die Wachstumsfront kurz über der Schmelze gehalten wird und ein stabförmiger Einkristall entsteht (Abb.). Der Kristall wächst also aus der Schmelze heraus und nicht, wie beim Nacken-Kyropoulos-Verfahren, in die Schmelze hinein. Die erreichbaren Wachstumsgeschwindigkeiten liegen für Elemente bei etwa 100 mm/h. Für Verbindungen und Mischkristallsysteme kann sie bis auf 0,1 mm/h absinken. Das Verfahren bietet durch seine Anordnung eine relativ gute Beobachtungs- und Kontrollmöglichkeit, so dass die Kristallisationsbedingungen über den gesamten Wachstumsvorgang konstant gehalten werden können. Es kann auch für Materialien mit hohen Dampfdrucken angewendet werden, wenn durch LEC das Abdampfen verhindert wird.

Czochralski-VerfahrenCzochralski-Verfahren: Czochralski-Kristallzuchtapparatur.
 
 

 

 

 
 
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