拉晶工藝與單晶爐操作注意事項(xiàng)

拉晶工藝與單晶爐的操作24單晶爐的溫場(chǎng)31拉晶過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題原因分析33晶體生長(zhǎng)工藝2208型單晶爐臺(tái)操作注意事項(xiàng)一穩(wěn)態(tài)溫場(chǎng)溫場(chǎng):溫度的空間分布穩(wěn)態(tài)溫場(chǎng):溫度不隨時(shí)間變化而變化.穩(wěn)態(tài)溫場(chǎng)的建立:爐內(nèi)單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量等于熱量的損耗,才能使?fàn)t溫保持不變.熱量的產(chǎn)生:加熱器的加熱功率和晶體生長(zhǎng)所釋放的結(jié)晶潛熱.熱量的損耗:熱傳導(dǎo)損耗，對(duì)流損耗和輻射損耗．熱的傳輸機(jī)制液體或氣體中較熱和較冷之間通過(guò)循環(huán)流動(dòng)使溫度趨于均勻熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分的現(xiàn)象，是固體中的主要方式因自身的溫度具有向外發(fā)射能量的本領(lǐng)，它能不依靠媒介，以電磁波的形式輻射熱傳導(dǎo)熱對(duì)流熱輻射熱損耗單晶生長(zhǎng)條件Concept只有在一定的過(guò)冷度下，晶核才會(huì)自行長(zhǎng)大.一般過(guò)冷度越大,晶核容易長(zhǎng)大,結(jié)晶就更容易首先,要具有一定大小的晶核其次,有一定的過(guò)冷度(熔態(tài)溫度低于熔點(diǎn)的度)多晶轉(zhuǎn)化為單晶的條件:在熔體中加入一個(gè)晶核,也就是籽晶.控制一定的過(guò)冷溫度，此過(guò)冷度只允許所加入的唯一晶核長(zhǎng)大,并不再產(chǎn)生新的晶核溫度梯度溫度梯度:通過(guò)某一等溫面上的任意點(diǎn)作通過(guò)該點(diǎn)的法線,沿此法線單位長(zhǎng)度的溫度變化.合理溫度梯度分布:結(jié)晶界面的縱向溫度梯度應(yīng)適當(dāng)?shù)拇?使單晶生長(zhǎng)有足夠的動(dòng)力.生長(zhǎng)界面的橫向溫度梯度應(yīng)盡量少一些，保持界面平坦.晶體生長(zhǎng)過(guò)程中固液界面的變化固液界面:溫度為硅凝固點(diǎn)的等溫面，它的形狀是爐內(nèi)溫場(chǎng)的重要表現(xiàn)．氧,碳含量電阻率單晶質(zhì)量的品質(zhì)少子壽命引晶熔體溫度穩(wěn)定后，降下籽晶至離液面3～5mm距離，預(yù)熱粒晶以減少籽晶與熔體的溫度差，從而減少產(chǎn)生的熱應(yīng)力減少位錯(cuò)的產(chǎn)生.在合適的溫度下，界面處會(huì)逐漸產(chǎn)生光圈;溫度過(guò)高會(huì)使籽晶熔斷，溫度過(guò)低，將不會(huì)出現(xiàn)彎月面光環(huán)。一般根據(jù)彎月面光環(huán)的寬度及明亮程度來(lái)判斷熔體的溫度是否合適。

二晶體生長(zhǎng)工藝放肩階段放肩時(shí),剛開(kāi)始直徑增長(zhǎng)速率比較慢,之后速率比較快.為了減少放肩過(guò)程中的直徑自發(fā)增長(zhǎng)傾向,可減少放肩角來(lái)實(shí)現(xiàn).采用平放肩工藝，即肩部夾角接近180°，這種方法降低了晶體頭部的原料損失

.轉(zhuǎn)肩提高拉速，晶體逐漸進(jìn)入等徑生長(zhǎng)。根據(jù)彎月面光環(huán)的寬度和亮度，準(zhǔn)確地判斷直徑的變化，要及時(shí)調(diào)整拉速，保證轉(zhuǎn)肩平滑，并達(dá)到目標(biāo)直徑。理論上,可以通過(guò)升高熔體的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)肩，但升溫會(huì)增強(qiáng)熔體中的熱對(duì)流，降低熔體的穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生出現(xiàn)位錯(cuò).

晶體直徑的控制收尾等徑放肩希望直徑不斷減少，需要提高加熱功率希望晶體直徑不斷長(zhǎng)大，不斷地降低加熱功率坩堝液面下降，坩堝暴露，晶體長(zhǎng)度變化造成熱損耗變化等徑生長(zhǎng)收尾

收尾的作用是防止位錯(cuò)反延,位錯(cuò)反延的距離大約等于生長(zhǎng)界面的直徑.收尾可通過(guò)提高拉速，也可通過(guò)升高溫度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn).操作不當(dāng)引晶位錯(cuò)沒(méi)排除溫度梯度不合適設(shè)備故障吸渣漏氣斷棱原因分析原因分析坩堝破裂原因分析石墨坩堝和石墨托盤(pán)的配合爐內(nèi)功率的波動(dòng)

材質(zhì)因素:SiO2+Si(l)→2SiO(g)SiO2+C→SiO(g)+COSiO(g)+2C→SiC+CO石墨坩堝與石英坩堝的配合

單晶爐作業(yè)流程安裝注意事項(xiàng)石墨件安裝加熱器的小螺釘不要擰得過(guò)緊，并且四個(gè)螺釘用力均勻，否則螺釘容易斷裂造成熱場(chǎng)打火。確保四個(gè)支撐塊兩兩互成90°，對(duì)角線上的支撐塊在同一直線上。

硅料安裝裝料時(shí)手套破損一定要及時(shí)更換

籽晶安裝不要直接用手接觸籽晶，防止汗?jié)n污染籽晶。安裝籽晶時(shí)不要旋轉(zhuǎn)籽晶，裝好后垂直下拉籽晶，防止有間距而在拉晶時(shí)晶棒下滑。抽空檢漏：如果爐子的極限真空壓力＞5Pa，則不能進(jìn)入自動(dòng)檢漏工序；如果爐子的漏氣速率>0.1Pa/min，則不能進(jìn)入自動(dòng)化料工序。此時(shí)要做相應(yīng)檢查，及時(shí)處理。

充氬氣熔料:若打開(kāi)的氬氣流量值比較大時(shí)，要采用分布遞增的方法增大氬氣流量，停止時(shí)則要分步遞減，這樣做可以使氬氣流量計(jì)不會(huì)因?yàn)榱髁客蝗蛔兓?，而發(fā)生零點(diǎn)偏移。

放肩:若等徑起始階段直徑生長(zhǎng)不穩(wěn)定，可以嘗試手動(dòng)拉晶。待直徑穩(wěn)定后，再切換到自動(dòng)。若此時(shí)晶棒直徑的實(shí)際值與目標(biāo)值有偏差，可以通過(guò)多次設(shè)定接近目標(biāo)值的方法來(lái)達(dá)到目標(biāo)直徑。等徑生長(zhǎng):自動(dòng)模式下的手動(dòng)調(diào)節(jié)，只能在原數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加減操作，且在拉晶恢復(fù)正常時(shí)，務(wù)必將原來(lái)設(shè)定參數(shù)上的加減項(xiàng)去掉，否則會(huì)影響正常拉晶的程序控制。其他注意事項(xiàng)重大事故處理方法停電首先,在真空下熔硅或拉晶,關(guān)閉真空閥門(mén),打開(kāi)放氣閥,充氬氣至50000Pa;然后提起單晶,把所有開(kāi)關(guān)旋扭旋到零位停電時(shí)間短時(shí),拉出的一段單晶不值得取出的時(shí)候應(yīng)熔化重新引晶;停電時(shí)間長(zhǎng)時(shí),要緩慢提高坩堝,防止熔硅凝固時(shí)脹壞加熱器和托碗.停水重大事故處理方法關(guān)閉加熱功率,降低熔料堝位,關(guān)閉堝轉(zhuǎn)當(dāng)外圍機(jī)修檢查是冷卻水泵跳閘,造成水壓下降,應(yīng)該立即啟用應(yīng)急水,進(jìn)行搶修若是爐內(nèi)應(yīng)管道堵塞無(wú)冷卻水,溫度升高很快,只有停爐,千萬(wàn)不能突然通水,因?yàn)樗龈邷睾罅⒖唐?體積膨脹可能造成爆