直拉单晶硅的工艺流程.docxVIP

工艺手册编制丁旭桓校队丁旭桓审核颜鲁新第四小组：逐日者组长 ：丁旭桓组员 ：杨家荣 李彦平 曹佰顺 梁园园漆丽选目录第一章绪论41.1 单晶硅的制备方法41.1.1 区熔法41.1.2 直拉法41.2直拉单晶硅特点5第二章直拉单晶硅的工艺流程与常见故障处理62.1 直拉单晶硅的一般工艺流程62.2 拉晶过程中的异常情况及其处理142.2.1 熔硅过程中的异常情况及其处理142.2.2 硅跳142.2.3 突然停电及熔硅时未通水15第三章新能源市场重燃，看好光伏发电15 3.1 国家新政重燃绿色能源激情15 3.2 新能源发电看好光伏产业16第一章绪论1.1 单晶硅的制备方法为了制备性能良好的单晶硅，在生产实践中，人们通过不断探索，发现和完善了单晶硅生长技术。从熔体中生长单晶所用直拉法和区熔法，是当前生产单晶硅的主要方法。1.1.1 区熔法区熔法又称Fz法，即悬浮区熔法悬浮区熔法比直拉法出现晚，W·G·Pfann1952年提，P·H·keck等人1953年用来提纯半导体硅，现在，区熔法正发展成为单晶硅生产的一种重要方法。 炫悬浮区熔法是将多晶硅棒用卡具卡住上端，下端对准籽晶，高频电流通过线圈与多晶硅棒耦合，产生涡流，使多晶棒部分熔化，接好籽晶，自下而上使硅棒熔化和进行单晶生长，用此法制得的硅单晶叫区熔单晶。区熔法不使用坩埚，污染少，经区熔提纯后生长的硅单晶纯度较高，含氧量和含碳量低。高阻硅单晶一般用此法生长。目前区熔单晶应用范围较窄，不及直拉工艺成熟，单晶中一些结构缺陷没有解决。1.1.2直拉法直拉法，也叫切克劳斯基（Czochralsik）方法，此法早在1917年由切克斯基建立的一种晶体生长方法，后来经过很多的人的改进，成为现在制备单晶硅的主要方法。用直拉法制备单晶硅时，把高纯多晶硅放入高纯石英坩埚，在硅单晶炉内熔化；然后用一根固定在籽晶轴上的籽晶插入熔体表面，待籽晶与熔体熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶体便在籽晶下端生长。直拉法设备和工艺比较简单，容易实现自动控制；生产效率高，易于制备大直径单晶；容易控制单晶中杂质浓度，可以制备低阻单晶。但用此法制单晶时，原料易被坩埚污染，硅单晶纯度降低，拉制的硅单晶电阻率大于50欧姆·厘米，质量很难控制。1.2 直拉单晶硅的特点单晶硅生产方法以直拉法和区熔法为主，世界单晶硅产量，其中70~80%是直拉法生产,20~30%是区熔法和其他方法生产的。直拉法仍是生产单晶硅的主要方法，它工艺成熟，便于控制晶体的外形和电学参数，容易拉制大直径无位错单晶。对直拉法该法简单描述为：原料装在一个坩锅中，坩埚上方有一个可旋转和升降的籽晶杆，杆的下端有一夹头，其上捆上一根籽晶。原料被加热器融化后，将籽晶插入熔体之后，控制合适的温度，边转动变提拉，即可获得所需单晶。根据生长晶体不同的需求，加热方式用高频度频感应加热或电阻加热法。直拉单晶硅生长的优点：1、可以方便观察晶体生长过程。2、和自由表面处生长，面与坩埚接触，可以减少热应力。3、可以方便的使用定向籽晶和籽晶细颈，以减少晶体重点缺陷，得到所需取向的晶体。单晶硅体第二章直拉单晶硅的工艺流程与常见故障处理2.1 直拉单晶硅的一般工艺流程直拉法生长单晶硅工艺主要包括拆炉、装炉、熔硅、引晶、缩颈，放肩，转肩、等径和收尾。（一）拆炉拆炉的目的是为了取出晶体，清除炉腔内的挥发物，清除电极及加热器、保温罩等石墨件上的附着物、石英碎片、石墨颗粒、石墨毡尘埃等杂物。（二）装炉前的准备在高纯工作室内，戴上清洁处理过的薄膜手套，一般把坩埚放入经过清洁处理的单晶炉后，再装多晶硅。用万分之一光学天平称好掺杂剂，放入清洁的小塑料袋中。打开炉门，取出上次拉的单晶硅，卸下籽晶夹，取出用过的石英坩埚，取出保温罩和石墨托碗，用毛刷把上面的附着物刷干净。用尼龙布（也可以用毛巾）沾无水乙醇擦干净炉壁、坩埚轴和籽晶轴。擦完后，把籽晶轴、坩埚轴升到较高位置，最后用高压空气吹洗保温罩、加热器、石墨托碗。值得指出的是，热系统中如果换有新石墨器件，必须在调温伉真空下煅烧一小时，除去石墨中的一一些杂质和挥发物。（三）装炉腐蚀好的籽晶装入籽晶夹头。籽晶一定要装正，装牢。否则，晶体生长方向会偏离要求晶向，也可能拉晶时籽晶脱落、发生事故。将清理干净的石墨器件装入单晶炉，调整石墨器件位置，使加热器、保温罩、石墨托碗保持同心，调节石墨托碗，使它与加热器上缘水平，记下位置，然后把装好的籽晶夹头和防渣罩一起装在籽晶轴上。将称好的掺杂剂放入装有多晶硅石英坩埚中（每次放法要一样），再将石英坩埚放在石墨托碗里。在单晶炉内装多晶硅时，先将石英坩埚放入托碗，然后可按装多晶步骤往石英坩埚内放多晶块，多晶硅装完后，用塑料布将坩埚盖好，再把防渣罩和装好籽晶的夹头