任務(wù)五硅芯的切槽與腐蝕課件

1、工作任務(wù)任務(wù)五硅芯的腐蝕及切槽項(xiàng)目一：原、輔料的制取工作任務(wù)任務(wù)五硅芯的腐蝕及切槽項(xiàng)目一：原、輔料的制取 應(yīng)知職業(yè)知識(shí)應(yīng)會(huì)職業(yè)技能1、切割法制備硅芯的方法2、硅芯爐制備硅芯的方法3、硅芯腐蝕液的配制4、硅芯腐蝕的操作學(xué)習(xí)目標(biāo)1、硅芯制備的工作原理2、硅芯制備的工藝流程3、對(duì)硅芯的質(zhì)量要求4、制備硅芯的設(shè)備及操作方法5、制備硅芯的技術(shù)問題6、硅芯腐蝕的原理7、硅芯腐蝕的工藝流程8、硅芯腐蝕的主要設(shè)備及作用9、硅芯腐蝕的操作要點(diǎn)10、硅芯腐蝕的質(zhì)量控制與安全控制 應(yīng)知職業(yè)知識(shí)應(yīng)會(huì)職業(yè)技能1、切割法制備硅芯的方法學(xué)習(xí)目標(biāo) 在三氯氫硅的氫還原過程中，是讓還原出來的純硅沉積到一發(fā)熱載體上結(jié)晶成多晶硅，該

2、發(fā)熱載體可以是高純度高熔點(diǎn)而且在高溫下擴(kuò)散系數(shù)很低的金屬，如鉬絲、鉭管、鎢絲.等，也可以是用純硅材料控制出的硅芯。這兩類發(fā)熱載體在多晶硅制備工藝中都有應(yīng)用，但各有優(yōu)缺點(diǎn)。目前我國(guó)制備多晶硅最常用的發(fā)熱載體是硅芯。 硅芯的制備 硅芯金屬芯優(yōu)點(diǎn)對(duì)還原生長(zhǎng)的多晶硅不沾物，易獲得高純度多晶硅不存在剝離發(fā)熱體芯，多晶硅的損耗水實(shí)收率高。還原電器控制相對(duì)簡(jiǎn)便低壓?jiǎn)?dòng)易操作缺點(diǎn)還原電器設(shè)備較復(fù)雜。高壓?jiǎn)?dòng)控制難度大。在高溫下對(duì)多晶硅有沾污影響質(zhì)量。去除金屬芯時(shí)硅耗損量達(dá)1525%。消耗大量貴金屬材料。任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 在三氯氫硅的氫還原過程中，是讓還原出來的純硅沉積到一硅芯制備的方法 1、吸管法：最

3、早制硅芯是用薄壁且直徑均勻的細(xì)長(zhǎng)石英管，利用對(duì)管控制真空的辦法，將熔硅吸入管內(nèi)，冷卻后除去石英管，便獲得硅芯，此法存在石英對(duì)硅芯有污染。 2、切割法：將高純多晶硅粗棒用切割機(jī)切成方形如55mm的細(xì)條，將其腐蝕清洗干凈后，根據(jù)需要在區(qū)熔爐中熔接成所需長(zhǎng)度的硅芯，這種方法有切割效率底、多晶硅耗損量大，熔接復(fù)雜等缺點(diǎn)。 3、基座法：此法是在爐內(nèi)也可以是外熱式，用高頻 、應(yīng)熔化多晶硅棒結(jié)晶種，邊熔化邊拉晶，自下而上拉控制出直徑約56mm和所需長(zhǎng)度 細(xì)硅芯，用這種方法控制硅芯，以多晶硅棒為熔體的基座，托住熔體，不與任何物質(zhì)接觸，無污染，可制備出高質(zhì)量的硅芯。 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 硅芯制備的方法 1

4、、吸管法：最早制硅芯是用薄壁且直徑均 采用基座法。將一定直徑，一定長(zhǎng)度的多晶棒表面腐蝕清洗好后，裝入硅芯爐內(nèi)作基座，對(duì)硅芯爐抽空到一定真空度，充H2或Ar到一定壓力，重復(fù)一次抽空和充氣，在氫氣或氬氣氛圍下，通過高頻感應(yīng)加熱使硅棒局部熔化，然后與上軸的“籽晶”充分熔接，并以一定的速度向上提，拉成所需直徑、長(zhǎng)度的細(xì)硅棒，且外表均勻的直徑為5-6mm的硅棒即硅芯。工藝原理任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 采用基座法。將一定直徑，一定長(zhǎng)度的多晶工藝流程 拉制好的硅芯經(jīng)檢測(cè)質(zhì)量合格后，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)硅芯進(jìn)行選配，再進(jìn)行腐蝕清洗烘干就可作為沉積硅的載體了。 切料水洗腐蝕清洗烘干裝爐拉制出爐檢測(cè)腐蝕任務(wù)五 硅芯的切

5、槽與腐蝕 工藝流程 拉制好的硅芯經(jīng)檢測(cè)質(zhì)量合格后，根據(jù)檢主要設(shè)備及其作用 1、高頻爐：380V交流電，經(jīng)硅堆轉(zhuǎn)化成直流電，再經(jīng)高頻振蕩管轉(zhuǎn)化成高頻交流電，最后經(jīng)耦合線圈對(duì)籽晶和多晶棒進(jìn)行加熱。 2、硅芯爐：由基座及爐筒構(gòu)成。爐筒有窺視孔，外接充H2或Ar管道及抽空管道，在一定的加熱功率和一定的提拉速度下完成硅芯的拉制。在拉制的過程中爐內(nèi)為一封閉的熱場(chǎng)，內(nèi)充H2或Ar作保護(hù)氣。 3、抽空機(jī)械泵：對(duì)爐膛進(jìn)行抽空，以避免爐內(nèi)有空氣，當(dāng)真空到達(dá)一定值時(shí)，才充H2或Ar作保護(hù)氣。 4、穩(wěn)壓器：穩(wěn)定工作電壓，避免加熱功率波動(dòng)，進(jìn)而造成硅棒熔區(qū)的波動(dòng)。 5、循環(huán)水泵： 為硅芯爐提供適當(dāng)壓力的冷卻水。任務(wù)五

6、硅芯的切槽與腐蝕 主要設(shè)備及其作用 1、高頻爐：380V交流電，經(jīng)硅堆工作要點(diǎn) 1、工作線圈的清洗、安裝 加工好的線圈先用磨砂打磨，去除表面毛刺和不圓滑處，然后用CCl4去油、用稀HNO3腐蝕清洗干凈至表面光滑無黑斑即可。安裝線圈時(shí)，注意線圈與下軸同心。接通冷卻水，觀察是否有浸水現(xiàn)象。抽空能否在短時(shí)間內(nèi)抽到所規(guī)定的真空度。 裝爐使用的工具如鑷子、鉗子、夾子等，使用前需用CCl4去油，再用優(yōu)質(zhì)無水乙醇擦凈，放入專用手操箱內(nèi)，每次用前用濾紙擦凈。裝爐用的手套應(yīng)定期清洗，用后放入手操箱內(nèi)?？^、卡座使用前需去油處理，然后放入規(guī)定的地方待用。以防止沾污硅芯料。 2、裝爐 裝爐前先檢查設(shè)備是否正常，若正

7、常則可裝爐。用潔凈的專用的鑷子將籽晶和硅棒分別裝入上、下不銹鋼卡座，并將硅料與加熱線圈對(duì)中，將籽晶裝在籽晶桿上。關(guān)上爐蓋，下降籽晶桿使籽晶根部離線圈上平面1015mm處。任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 工作要點(diǎn) 1、工作線圈的清洗、安裝任務(wù)五 硅芯的切槽工作要點(diǎn) 3、抽真空、充H2或Ar、熔接 關(guān)閉排氣閥，合上機(jī)械泵電源抽空，當(dāng)真空度達(dá)到規(guī)定值時(shí)停機(jī)械泵，開H2或Ar閥充H2或Ar到一定壓力，反復(fù)兩次，以趕盡爐內(nèi)空氣，確保爐內(nèi)密封性好。再充入H2或Ar關(guān)閉H2或Ar閥門，便可進(jìn)行硅芯熔接了。 在硅芯熔接的時(shí)候，先對(duì)高頻燈絲預(yù)熱一定時(shí)間再送高壓，逐漸增加高頻輸出功率，使銅絲發(fā)紅。當(dāng)籽晶紅后，升起籽桿，

8、將籽晶末段熔成一個(gè)小熔球，用手輪將下軸向上升起，使硅棒頂端略低于加熱線圈，將籽晶下端的熔球滴在硅棒頂端平面上，待硅棒發(fā)紅，頂端逐漸熔透，形成熔區(qū)與籽晶熔接好，建立新熔區(qū)。任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 工作要點(diǎn) 3、抽真空、充H2或Ar、熔接任務(wù)五 硅芯的切槽 4、拉制硅芯 當(dāng)硅棒與籽晶熔接好后，將功率降至拉硅芯所需的功率，開動(dòng)“下軸升”，調(diào)好速度后，開動(dòng)“晶桿升”將籽晶從熔液中上拉，拉速由慢逐漸增快，最后達(dá)到預(yù)定拉速，是熔區(qū)保持一定的形狀以保證硅芯的正常拉制。當(dāng)熔區(qū)出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)，；應(yīng)立即?！跋螺S升”和“晶桿升”，將硅棒下降，略升高功率使結(jié)晶熔化，停爐重新裝爐。 當(dāng)熔區(qū)垮掉了，應(yīng)立即?！跋螺S升”和“晶

9、桿升”， 停爐重新裝爐。 當(dāng)硅芯拉制到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，降低拉速，拉一個(gè)大頭。然后，?！跋螺S升”并快速降下軸，使熔區(qū)斷開，降功率到零。停高壓，使熔區(qū)凝固，?！白丫?，提起硅芯使硅芯末端略高于爐膛。工作要點(diǎn) 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 4、拉制硅芯工作要點(diǎn) 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 原輔材料：H2或Ar為純氣 多晶硅棒：三級(jí)品以上 硅棒直徑：2730mm 氫氟酸為優(yōu)級(jí)純 濃硝酸為優(yōu)級(jí)純 產(chǎn)品質(zhì)量： 電阻率要求均勻； 直徑彎曲度達(dá)到規(guī)定值質(zhì)量控制任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 原輔材料：H2或Ar為純氣質(zhì)量控制任務(wù)五 硅芯 5、停爐 抽真空到規(guī)定值后放空，提起爐蓋，移轉(zhuǎn)爐蓋，下降晶桿，取出硅芯。 6、常見事故

10、的處理 （1）、突然停電：立刻將在拉制過程中的硅芯提斷，快速下降硅棒，高壓、桿升、晶升電器調(diào)節(jié)回零，按停爐處理。 （2）、突然停水：快速斷高壓，電器回零，提斷拉制中的硅芯按停爐處理。工作要點(diǎn) 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 5、停爐工作要點(diǎn) 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 1、型號(hào)：要求每根硅芯屬同一導(dǎo)電類型。 2、電阻率：硅芯的電阻率要求均勻，縱向電阻率不均勻度不大于100。N型電阻率范圍大體分三檔： 低阻：電阻率為10-210-1，36，1030cm 。 中阻：電阻率為4060，100300cm。 高阻：電阻率為5001000，10003000cm。 3、直徑：硅芯的直徑要求56mm，直徑不均勻度應(yīng)小

11、于10%。 4、長(zhǎng)度：根據(jù)多晶硅生產(chǎn)的需要而定。 硅芯的質(zhì)量要求 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 1、型號(hào)：要求每根硅芯屬同一導(dǎo)電類型。 制備硅芯的設(shè)備分外熱式和內(nèi)熱式兩類，但加熱方式都是用高頻 ，應(yīng)加熱，其加熱線圈結(jié)構(gòu)如圖所示 制備硅芯的設(shè)備 342244466任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 制備硅芯的設(shè)備分外熱式和內(nèi)熱式兩類，但加熱方（一）、LG-1300型基座硅芯爐 上軸是由提拉鋼絲連接拉制機(jī)構(gòu)（如籽晶夾等），沿著固定在不銹鋼筒里面的四根導(dǎo)向拄進(jìn)升升降，拉晶相對(duì)平穩(wěn)。 下軸不升降，可轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度為235r/min。 電極筒升降：（即加熱用高頻感應(yīng)線圈可升降）上升只有快檔，下降則分快速、慢速兩檔，

12、正常拉晶用慢檔。 真空度可達(dá)0.01340.0067Pa。 高頻爐：功率為10KW，頻率為2.3MHz，該硅芯爐為小真空室、內(nèi)熱式、真空保護(hù)氣氫兩用設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)成本低。內(nèi)熱式硅芯爐 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 （一）、LG-1300型基座硅芯爐內(nèi)熱式硅芯爐 任務(wù)五 硅 （二）、GX1100型硅芯爐 上軸采用柔性不銹鋼絲，有傳動(dòng)卷筒帶動(dòng)，沿著兩根不銹鋼絲導(dǎo)向柱升降，軸端附加更換上夾頭機(jī)構(gòu)，可連續(xù)控制5根硅芯。上軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，可升降，其升降速度為230mm/min。 下軸行程約400mm，可轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度為233r/min，下軸可升降，其升降速度為0.23mm/min。 加熱用高頻感應(yīng)線圈的電極

13、由爐體左后側(cè)引入，距離爐底約350mm左右，固定不移動(dòng)。 高頻爐功率為20KW，頻率為3.6MHz。 該設(shè)備為大真空室，馬蹄形，爐體沉浸式水冷，內(nèi)熱式硅芯爐真空達(dá)0.0067Pa，可在真空或保護(hù)氣氫下控制硅芯。內(nèi)熱式硅芯爐 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 （二）、GX1100型硅芯爐內(nèi)熱式硅芯爐 任務(wù)五 硅芯爐任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 硅芯爐任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 1、將直徑2530mm的多晶硅棒切成一定長(zhǎng)度的基座硅棒（一般為350mm左右），取硅芯籽晶長(zhǎng)約40mm經(jīng)HNO3+HF混合液（51）腐蝕、清洗、烘干待用。 2、在專用裝料手套箱中，用清潔的濾紙或?qū)Ｓ脭z子取籽晶和基座硅棒分別裝入各自用光譜

14、純石墨制作的夾頭中，裝正旋緊，根據(jù)需要還可對(duì)基座硅棒實(shí)施摻雜，摻雜方法一般采用摻雜劑涂抹法。 3、打開爐門，用脫脂砂布沾分析純的苯或乙醇擦凈膛內(nèi)壁窺視孔和加熱線圈。制備硅芯的操作方法 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 1、將直徑2530mm的多晶硅棒切成 4、將裝有籽晶和硅棒的上下夾頭分別裝在上軸端及轉(zhuǎn)盤夾頭孔中和下軸基座上。操作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使上軸與轉(zhuǎn)盤上軸與感應(yīng)線圈，基座硅棒與感應(yīng)線圈對(duì)中，既讓它們?cè)谕惠S線上。然后降上軸讓夾頭置于接近線圈的預(yù)熱位置。 5、關(guān)閉爐門和放氣閥，打開低真空閥由機(jī)械泵對(duì)爐體抽真空，同時(shí)開啟水冷系統(tǒng)，并預(yù)熱高頻爐震蕩管燈絲和油擴(kuò)散泵，當(dāng)?shù)驼婵者_(dá)到22.66Pa以上時(shí)，關(guān)閉低真空

15、閥，打開高真空閥門。讓油擴(kuò)散泵繼續(xù)抽真空達(dá)0.0134Pa以上。若選擇用保護(hù)氣氫（如Ar、H2）拉晶，則不必抽高真空，可在抽低真空達(dá)到22.66Pa后，關(guān)閉低真空閥，打開通氣管道閥門和爐體進(jìn)氣閥門，對(duì)爐內(nèi)充保護(hù)氣體，當(dāng)達(dá)到正壓時(shí)再放氣，反復(fù)兩次趕走爐內(nèi)空氣后再充保護(hù)氣體達(dá)到2660Pa左右，則關(guān)進(jìn)氣閥。制備硅芯的操作方法 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 4、將裝有籽晶和硅棒的上下夾頭分別裝在上軸端及 6、對(duì)高頻爐送高壓，并調(diào)節(jié)輸出功率預(yù)熱上夾頭，待籽晶被加熱到紅熱狀態(tài)時(shí)，升起上軸讓籽晶末端熔成一小熔球。 7、升下軸置基座硅棒的頂端與線圈下23mm處。降上軸使小熔球與硅棒頂端接觸，利用籽晶端的小熔球預(yù)

16、熱基座硅棒，直至硅棒達(dá)到紅熱狀態(tài)，緩慢增加高頻爐輸出功率，使硅棒頂端熔透，把籽晶和基座硅熔接在一起，待熔區(qū)平穩(wěn)后，進(jìn)行拉制硅芯。 8、調(diào)節(jié)高頻爐輸出功率，使基座硅頂端的熔區(qū)保持在拉硅芯溫度（既晶體正常生長(zhǎng)溫度）如果溫度過低，會(huì)使熔區(qū)出現(xiàn)新的結(jié)晶中心而很快凝固；溫度過高，熔區(qū)會(huì)出現(xiàn)流垮現(xiàn)象。制備硅芯的操作方法 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 6、對(duì)高頻爐送高壓，并調(diào)節(jié)輸出功率預(yù) 9、開動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)上軸提升速度，使籽晶從熔區(qū)中向上引出的硅芯，按要求的直徑（56mm）拉出，拉速由慢逐漸增快，達(dá)到預(yù)定拉速（1520mm/min）。同時(shí)按預(yù)定比例的速度讓下軸同步上升，不斷供給硅料以保持熔區(qū)體積不變。上下軸

17、的速度比例計(jì)算公式 如： 式中 為上軸拉速，單位（mm/min） 為下軸升速， 單位（mm/min） 為硅芯直徑 單位（mm） 為硅基座直徑 單位（mm） 認(rèn)真仔細(xì)地調(diào)節(jié)高頻爐輸出功率和拉硅芯及供料（下軸升）速度是控制直而均勻的細(xì)硅芯的夾鏈。制備硅芯的操作方法 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 9、開動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)上軸提升速度， 10、拉“大頭”，當(dāng)控制硅芯達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，需留一個(gè)大頭，以便切凹槽，方便還原工藝中搭“ ”字形狀熱體結(jié)構(gòu)。拉大頭的方法是當(dāng)拉硅芯到末端時(shí)迅速將拉速由20mm/min降至45mm/min，并適當(dāng)降低加熱功率，使硅芯逐漸張粗成所謂“大頭”大頭直徑約10mm左右，然后把硅芯與基

18、座硅料分離即可拉晶。若可連續(xù)拉多根硅芯，此時(shí)需向上軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低高頻爐輸出功率，操作上、下軸手輪使硅芯與熔區(qū)分離，此時(shí)基座硅仍保持一定熔區(qū)域成暗紅狀態(tài)。 11、操作更換夾頭機(jī)構(gòu)，將已拉出的硅芯折放在轉(zhuǎn)盤的掛槽內(nèi)，又通過更換機(jī)構(gòu)夾住轉(zhuǎn)盤上第一個(gè)夾頭孔中的上夾頭，使轉(zhuǎn)盤與上軸對(duì)中后，下降上軸夾頭，重復(fù)預(yù)熱籽晶，開始第二根硅芯的拉制操作，依次到拉完預(yù)計(jì)拉制的所有硅芯后，停爐，停水。 12、停高頻爐電源5min后，關(guān)閉真空閥門，放氣入爐，（若用保護(hù)氣氫拉晶則需開機(jī)械泵抽空5min后在關(guān)真空閥在放氣入爐）拆爐取出硅芯。制備硅芯的操作方法 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 10、拉“大頭”，當(dāng)控制硅芯達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)

19、 1、避免“糖葫蘆”提高硅芯直徑的均勻性。 分析“糖葫蘆”的產(chǎn)生原因，主要是由于拉硅芯過程中，熔體溫度和拉速控制不當(dāng)造成的。如拉硅芯時(shí)熔體溫度過高，硅芯生長(zhǎng)會(huì)變細(xì)，而當(dāng)硅芯細(xì)到一定程度時(shí)由于高頻感應(yīng)線圈對(duì)硅芯的電磁感應(yīng)作用變?nèi)酰ü栊倦x磁力線密集區(qū)遠(yuǎn)），使硅芯溫度急劇下降，于是硅芯就會(huì)自動(dòng)自動(dòng)變粗，而當(dāng)硅芯長(zhǎng)粗到一定程度后硅芯受電磁感應(yīng)作用又增強(qiáng)了，硅芯溫度又突然升高又使生長(zhǎng)的硅芯變的更細(xì)如此循環(huán)，拉制出的硅芯就類似糖葫蘆狀的粗細(xì)周期性變換著。消除“糖葫蘆”的方法： （1）、硅料熔透后需降低溫度，在適當(dāng)?shù)倪^冷狀態(tài)下拉制硅芯。 （2）、拉速由慢到正常拉速，應(yīng)緩慢上升。 （3）、選擇適當(dāng)?shù)墓┝纤俣龋?/p>

20、確保熔體體積不變，并保持熔區(qū)適當(dāng)飽滿。 若萬一操作不當(dāng)，出現(xiàn)“糖葫蘆”現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)熔區(qū)溫度和拉速逐漸消除，一般以調(diào)拉速為主，以調(diào)溫度為輔，二著密切配合，效果較好。制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 1、避免“糖葫蘆”提高硅芯直徑的均勻性。制備硅芯中的幾 2、避免熔區(qū)流垮事故： 分析熔區(qū)流垮原因，一般是熔化或拉硅芯時(shí)溫度過高或供料速度過快或基座硅料中有氧化夾層，熔料時(shí)產(chǎn)生硅跳等。為避免熔區(qū)流垮則注意如下幾點(diǎn)： （1）、熔接籽晶時(shí)，應(yīng)根據(jù)基座硅料的粗細(xì)選擇適當(dāng)?shù)娜弁腹β?，升溫不可過急。 （2）、注意熔區(qū)在感應(yīng)線圈中的位置，不能讓熔區(qū)過高。 （3）、如果拉晶時(shí)，熔體溫度過高，在正

21、常拉速下硅芯會(huì)變細(xì)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象應(yīng)立即降熔體溫度，使之恢復(fù)正常；若因供料速度太快產(chǎn)生熔區(qū)過于飽和時(shí)操作者應(yīng)根據(jù)硅芯直徑變化盡快減慢下軸升速。 （4）、選擇無氧化夾層的多晶硅棒做原料。 （5）、視高頻爐輸出功率大小及適應(yīng)線圈形狀尺寸選擇基座原料直徑。制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 2、避免熔區(qū)流垮事故：制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 任務(wù)五制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 3、避免結(jié)晶 在控制硅芯過程中，當(dāng)熔區(qū)表面剛出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)，應(yīng)適當(dāng)升高加熱功率，結(jié)晶核便很快消失，此時(shí)可繼續(xù)拉硅芯。而當(dāng)熔區(qū)溫度降低、供料速度過快，使硅料未熔透造成的結(jié)晶，此時(shí)熔區(qū)很快而結(jié)晶，處理這種結(jié)晶必須立即停拉速和下拉

22、升速，并升加熱功率，待熔體熔透后方可繼續(xù)拉晶。任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 3、避免結(jié)晶任務(wù)五 硅制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 4、避免硅芯中出現(xiàn)P-N結(jié)或混合型。 分析硅芯中產(chǎn)生P-N結(jié)的原因，這種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在用真空室拉制N型硅芯的情況，如熔區(qū)溫度過高，拉速過慢，熔體長(zhǎng)時(shí)間停留在真空室內(nèi)，引起施主鈴雜質(zhì)大量揮發(fā)，直此盡，而硅中受主雜質(zhì)硼的揮發(fā)系數(shù)小，故使后生長(zhǎng)的硅芯出現(xiàn)反型，為避免硅芯中P-N結(jié)產(chǎn)生。 （1）、在真空下拉制N型硅芯，在給原料摻雜時(shí)，應(yīng)考慮增加鈴揮發(fā)值。 （2）、籽晶與硅料熔接時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以減少鈴雜質(zhì)揮發(fā)。 （3）、采用含鈴較均勻的低阻籽晶拉N型硅芯，相當(dāng)

23、于給硅料摻雜。一般情況下拉硅芯用籽晶按型號(hào)電阻率分類，拉低阻硅芯用低阻籽晶；拉高阻硅芯用高阻籽晶，決不能用P型籽晶拉N型硅芯。 （4）、采用保護(hù)氣氫（如Ar 、H2）下拉硅芯工藝，可以減少鈴雜質(zhì)揮發(fā)。任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 4、避免硅芯中出現(xiàn)P-N結(jié)或混合型 5、硅芯中的孔洞問題 硅芯中的孔洞來源于多晶硅中氧化夾層引起熔硅跳而形成，實(shí)驗(yàn)證明，用孔洞的多晶硅料反復(fù)拉制硅芯，硅芯中孔洞的直徑愈來愈大、孔洞數(shù)也愈來愈大。因此克服硅芯孔洞選擇好原料是關(guān)鍵，一般對(duì)拉制硅芯原料要求： 多晶硅基硼含量0.2ppb即P型電阻率大于1400cm。 多晶硅無氧化夾層，無孔洞。 制備硅芯

24、中的幾個(gè)技術(shù)問題 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 5、硅芯中的孔洞問題制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 任務(wù)五 6 、芯的氧含量 為確保多晶硅和單晶硅的質(zhì)量，硅芯中氧含量越低越好。故而選擇高真空條件（0.0067Pa）下拉制硅芯。拉完硅芯需停爐5min方可打開爐門，若開門過早硅芯大頭尚未冷卻，一但接觸空氣則其硅芯氧含量要高出半個(gè)數(shù)量級(jí)。 7、合理備料 根據(jù)控制一根直徑為d mm長(zhǎng)為h mm硅芯的重量應(yīng)等于消耗基座硅棒（直徑為D mm長(zhǎng)為h mm）重量，推算出如下公式：即 按此公式計(jì)算備料，有利于原材料充分利用，減少浪費(fèi)。制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)問題 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 6 、芯的氧含量制備硅芯中的幾個(gè)技術(shù)

25、問題 任務(wù)五 硅芯控制中存在的危險(xiǎn)源有：高壓電、熔硅的強(qiáng)光等造成人身傷害，因此在操作中應(yīng)注意： 1、開爐前或接班時(shí)應(yīng)檢查電、水、機(jī)械設(shè)備等是否正常。 2、開爐時(shí)先通水，后通電、并經(jīng)常檢查冷卻水流暢情況，停爐時(shí)則先停電后停水。 3、拉、喝電閘時(shí)不要面對(duì)電閘，以防電閘打火傷人。 4、裝爐前首先檢查高頻爐是否停高壓。 5、如果停爐時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、準(zhǔn)備開爐前手搖機(jī)械泵皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈以防打滑。 6、高頻爐防護(hù)蓋板必須蓋好。 7、觀察爐內(nèi)熔硅情況時(shí)，使用濾光鏡片。安全生產(chǎn) 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 硅芯控制中存在的危險(xiǎn)源有：高壓電、熔硅 一、硅芯化學(xué)腐蝕原理 硅芯的腐蝕目前廣泛用濃硝酸和氫氟酸的混合液，HNO3

26、和HF的體積比為51。 在HNO3和HF混合腐蝕液中，由于有HF的存在，使硅芯表面的SiO2保護(hù)膜被破壞了，所以都不斷地被HF溶解，因此HNO3和HF混合液對(duì)硅芯能進(jìn)行有效地腐蝕。其反應(yīng)為：4HNO3 Si 6HF = H2SiF6 4H2O 4NO2硅芯腐蝕 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 一、硅芯化學(xué)腐蝕原理硅芯腐蝕 任務(wù)五 硅芯的切槽與 二、工藝流程 拉制好的硅芯送檢后，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，按型號(hào)、電阻率范圍及均勻度進(jìn)行選配成對(duì)，每根硅芯選好后截取一定長(zhǎng)度稱重、登記，再將每根硅芯大頭切槽用自來水沖洗干凈，分別用無水乙醇、CCl4擦洗去掉硅芯表面油污，然后用HNO3和HF混合腐蝕后，再用純水煮至中性，

27、最后進(jìn)入烘箱烘干備用。硅芯腐蝕 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 二、工藝流程硅芯腐蝕 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 三、主要設(shè)備及其作用 切割機(jī)：用于硅芯切槽、磨尖 風(fēng)機(jī)：抽排腐蝕產(chǎn)生的尾氣 堿泵：抽堿液到堿洗塔 真空泵：烘箱抽空 烘箱：烘干硅芯 腐蝕槽：腐蝕硅芯 不銹鋼舟：硅芯在此用純水煮至中性硅芯腐蝕 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 三、主要設(shè)備及其作用硅芯腐蝕 任務(wù)五 硅芯的切槽與腐蝕 四、操作要點(diǎn)1、配制堿液，加固堿至規(guī)定量。2、配置腐蝕液：氫氟酸濃硝酸15。3、按硅芯型號(hào)、直徑、均勻度、電阻率、長(zhǎng)度進(jìn)行選配，并作好記錄。同一組或同一對(duì)硅芯要求型號(hào)、直徑、均勻度、電阻率大致接近，硅芯彎曲方向能相互匹配。4、根據(jù)硅芯彎度方向、大頭與硅芯搭配情況后，切槽。 切槽時(shí)，沿硅芯長(zhǎng)度與