Il processo Czochralski è un processo che prevede un raffreddamento accurato della temperatura mentre si estrae lentamente un cristallo seme da una soluzione fusa del materiale, al fine di creare enormi cristalli semiconduttori di alta qualità.
Il processo Czochralski (Cz) è spesso indicato come estrazione da fuso o estrazione cristallina. In questo processo, il silicio (Si) viene prima fuso e poi lasciato solidificare con cura fino a raggiungere uno stato cristallino. Questo approccio presenta il vantaggio di essere rapido e altamente controllabile. Il processo Cz si è affermato come un metodo affidabile per la produzione di cristalli di silicio monocristallino ad elevata purezza, principalmente per l'industria dei semiconduttori e del solare (nell'industria informatica per i circuiti integrati e nella tecnologia dei microsistemi ). I cristalli ottenuti beneficiano di un'eccellente efficienza e qualità.
Come si esegue il procedimento Czochralski?
Innanzitutto, il crogiolo di silice di un sistema di estrazione di monocristalli viene riempito con silicio policristallino ad alta purezza , che viene poi riscaldato mediante un riscaldatore a resistenza per fonderlo in un ambiente controllato di argon. Un cristallo seme di silicio monocristallino rotante viene immerso nel fuso una volta che la temperatura del fuso (che ha un punto di fusione di circa 1,412 °C) ha raggiunto un livello stabile. La cristallizzazione del silicio sul cristallo seme viene avviata mediante una leggera riduzione della temperatura. Un monocristallo cilindrico di silicio sospeso sul cristallo seme inizia a formarsi mentre quest'ultimo viene delicatamente tirato verso l'alto. Un monocristallo di silicio con lo stesso orientamento e la stessa composizione strutturale del cristallo seme può essere estratto con un diametro costante controllando la temperatura e la velocità di estrazione.
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