Kristallzüchtung

Allgemein

Herstellung von Einkristallen. Hauptsächlicher Einsatz von gezüchteten Einkristallen erfolgt in der Waferproduktion und für Photovoltaikzellen. Allgemeine Voraussetzungen sind:

Bei der Züchtung darf nur ein Keim wirksam sein, entweder indem man einen Keimkristall anbietet, oder durch geeignete Geometrie (Wachstum aus einer Spitze heraus) nur einem einzelnem Keim das Wachstum erlaubt, (Bilder 1 und 2).

Der Wachstumsprozess muss so langsam und stetig gesteuert werden, dass die Wachstumsfront stabil bleibt. Eine ebene Wachstumsfront wird durch einen Temperaturgradienten stabilisiert, der durch eine geeignete Ofenanordnung aufrechterhalten werden muss.

Substanzen, die unterhalb der Schmelzetemperatur keine Kristallumwandlung erleiden, werden bevorzugt aus der Schmelze gezogen. Zu nennen sind die Kristallzüchtung in einem spitzen Tiegel nach dem Bridgman-Verfahren, die Kristallzüchtung aus einem Tiegel nach dem Czochralski-Verfahren und das tiegellose Zonen-Schmelzverfahren.

Bild 1: Kristallzüchtung nach der Bridgeman-Methode© GIESSEREI LEXIKON
Bild 2: Kristallzüchtung nach dem Zonen- Schmelzverfahren© GIESSEREI LEXIKON

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