Промышленный поликристаллический кремний, полученный водородным восстановлением тетрахлорида, подвергают Дальнейшей очистке методом зонной плавки.
При горизонтальной зонной плавке или вытягиваний из расплава кремний значительно труднее поддается очистке, чем германий. Это объясняется высокой химической активностью расплавленного кремния, вследствие чего неизбежно его загрязнение материалами тигля или лодочки и содержащимися в них примесями.
Наибольшее практическое применение получил метод вертикальной бестигельной зонной плавки кремния. Кремниевый стержень помещают внутри герметизированной кварцевой трубы и закрепляют между верхним и нижним штоками. Расплавленная зона создается подвижным кольцевым высокочастотным индуктором, расположенным снаружи трубы. Скорость движения расплавленной зоны изменяется в пределах 0,5 – 10 мм/мин. Расплавленная зона удерживается в вертикальном положении между твердыми частями кремниевого стержня силами поверхностного натяжения, поэтому диаметр стержня обычно не превышает 20 мм. Зонную плавку ведут в вакууме, что дает возможность дополнительной очистки кремния за счет испарения примесей из расплавленной зоны. Необходимое количество проходов зоны зависит от чистоты исходного кремния. Для повышения удельного электросопротивления кремния до 15 – 16 тыс.
Для – выращивания легированных монокристаллов кремния используют метод Чохральского с тиглями из плавленого кварца и бестигельную зонную плавку. Метод Чохральского для этой цели менее эффективен. так как связан с поглощением расплавом кремния примеси кислорода из кварца. Однако при диаметре вытягиваемых слитков до 30 – 35 мм возможно получение кристаллов кремния с малой плотностью дислокаций. Вытягивание ведут при остаточном давлении не более 1–16 мм рт. ст. Температуру стенок тигля поддерживают постоянной с точностью. Скорость подъема при вытягивании кристалла 0,15 мм/мин. Скорость вращения затравки 2 об/мин, тигля 1 об/мин.
