直拉硅单晶作业指导书

直拉硅单晶作业指导书

一、目的:

规范单晶炉运行过程的操作,确保拉晶过程在预定工艺要求下进行,从而确保硅棒质量。 二、范围:

直拉单晶炉。 三、职责:

班长:负责当班期间单晶炉拉晶过程中安全运行状态及紧急事故的处理。 四、定义(无)

五、作业内容:

5.1抽真空

5.1.1启动前的准备工作

(1)检查泵体内真空油的使用时间。如超过规定时间须更换。操作如下: a.确认主泵球阀已关闭,打开泵体油路上的两只开关,将泵体内的脏油放掉; b.打开泵体上的油封盖,将泵体内脏油用抹布擦洗干净; c.将低压油缸的滤油器清洗干净;

d.将油镜玻璃及油封盖的密封部位擦净,装上油封盖,螺丝要均匀拧紧防止漏油; e.加入新的真空油;

f.清洁真空泵表面的卫生。 5.1.2启动真空泵

a.采用多次点启动的方法,等转动灵活后再按下启动按钮;

b.泵运转约5分钟左右各方面均正常后,再缓慢打开主泵球阀对炉子进行预抽真空,注意主泵球阀必须缓慢打开;

c.观察炉内压力,直到显示压力低于要求达到的压力或更低; 5.2测漏

5.2.1当炉子的真空度达到规定值时,关闭真空管道上的主泵球阀。

5.2.2观察真空计上的压力数值,测定压力变化。漏气速率小于0.2pa/分或小于每分钟1mTorr为合格。

5.2.3检漏结束后缓慢打开真空管道上的主泵球阀继续抽一段时间真空,直至真空度低于检漏时的真空度。

5.3化料

5.3.1正常时打开氩气阀门,流量控制在40-60L/min,炉内压力维持在10T或1000pa左右。

5.3.2启动加热电源开始加热。

5.3.3在规定的时间内从低到高缓慢提升功率,直到化料要求功率。熔料功率和时间根据投料量和热场大小来定:

a.18“热场投料55-60kg,熔料功率85-95kw。约4-5小时。 b.20“热场投料80-90kg,熔料功率90-100kw。约5-6小时。 c.22“热场投料110-120kg,熔料功率95-105kw。约6-8小时。

5.3.4熔料过程中,硅料熔化后石英坩埚内料会下降,这时须将坩埚位置上升至适当位置(加热器温度最高点位于中心位置)。

5.3.5在表面硅料全部熔化后,不可将坩埚位置升得太高,须保证液面至导流筒的距离有4-5cm,防止石英埚底部硅料翻出时碰到导流筒及导流筒粘硅。

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5.3.6在熔料时,如发现有液硅表面漂浮着杂质,在硅料未完全熔化时下降籽晶,将杂质吊出。

5.3.7注意事项

a.必须时刻注意观察炉内情况,以防导流筒粘硅、石英坩埚粘硅、漏硅、石英埚变形和塌料时溅硅、跳硅,化完后的液面有杂质漂浮等一些异常情况的出现,应有效及时的处理并记录。

b.时刻注意加热电源、电压是否正常。 5.3.8常见异常处理 a.挂边、搭桥

定义:挂边指硅料绝大部分熔完后硅熔体上面坩埚边上粘有硅块的现象。 搭桥指硅料将熔完时,部分硅块在硅熔体上面形成一座“桥”。 产生原因:产生挂边和搭桥一是坩埚内多晶硅装的不合要求,二是熔硅时坩埚位置太高,过早的提高坩埚位置和过早的降温都容易产生挂边和搭桥。

处理方法:首先降低坩埚位置,快速升高温度,一旦挂边和搭桥消失,快速降温,快速升高坩埚,避免发生硅跳。

b.硅跳

定义:所谓“硅跳”,指熔硅在坩埚中沸腾现象。

产生原因:有三种情况可以产生硅跳:多晶硅中有氧气夹层或封闭的气泡;坩埚底有封闭气泡和熔硅温度过高。

处理方法:适当降低温度控制。 5.4温度稳定

5.4.1在料即将熔完时,及时将功率降至缩颈功率,并将氩气进气设定为20-40L/min。 5.4.2将籽晶分段下降预热,在接近液面2-3cm处预热一段时间。籽晶下降必须预热,不然会有由于籽晶由低温区到高温区,由固态

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