cz生長原理及工藝流程(已修改)
2025-08-17 08:40 本頁面
【正文】 CZ 生長原理及工藝流程 CZ 法的基本原理，多晶體硅料經(jīng)加熱熔化，待溫度合適后，經(jīng)過將籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等步驟，完成一根單晶錠的拉制。爐內(nèi)的傳熱、傳質(zhì)、流體力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)等過程都直接影響到單晶的生長與生長成的單晶的質(zhì)量，拉晶過程中可直接控制的參數(shù)有溫度場、籽晶的晶向、坩堝和生長成的單晶的旋轉(zhuǎn)與升降速率，爐內(nèi)保護(hù)氣體的種類、流向、流速、壓力等。 CZ 法生長的具體工藝過程包括裝料與熔料、熔接、細(xì)頸、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑生長和收尾這樣幾個(gè)階段。 1．裝料、熔料 裝料、熔料階段是 CZ 生長過程的第一個(gè)階段，這一階段看起來似乎很簡單，但是這一階段操作正確與否往往關(guān)系到生長過程的成敗。大多數(shù)造成重大損失的事故 (如坩堝破裂 )都發(fā)生在或起源于這一 階段。 2．籽晶與熔硅的熔接 當(dāng)硅料全部熔化后，調(diào)整加熱功率以控制熔體的溫度。一般情況下，有兩個(gè)傳感器分別監(jiān)測熔體表面和加熱器保溫罩石墨圓筒的溫度，在熱場和拉晶工藝改變不大的情況下，上一爐的溫度讀數(shù)可作為參考來設(shè)定引晶溫度。按工藝要求調(diào)整氣體的流量、壓力、坩堝位置、晶轉(zhuǎn)、堝轉(zhuǎn)。硅料全部熔化后熔體必須有一定的穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到熔體溫度和熔體的 流動的穩(wěn)定。裝料量越大，則所需時(shí)間越長。待熔體穩(wěn)定后，降下籽晶至離液面 3～ 5mm 距離，使粒晶預(yù)熱，以減少籽經(jīng)與熔硅的溫度差，從而減少籽晶與熔硅接觸時(shí)在籽晶中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。預(yù)熱后，下降籽晶至熔體的表面，讓它們充分接觸，這一過程稱為熔接。在熔接過程中要注意觀察所發(fā)生的現(xiàn)象來判斷熔硅表面的溫度是否合適，在合適的溫度下，熔接后在界面處會逐漸產(chǎn)生由固液氣三相交接處的彎月面所導(dǎo)致的光環(huán) (通常稱為 “光圈 ”)，并逐漸由光環(huán)的一部分變成完整的圓形光環(huán)，溫度過高會使籽晶熔斷，溫度過低，將不會出現(xiàn)彎月面光環(huán)，甚至長出多晶。熟練的 操作人員，能根據(jù)彎月面光環(huán)的寬度及明亮程度來判斷熔體的溫度是否合適。 3．引細(xì)頸 雖然籽晶都是采用無位錯(cuò)硅單晶制備的 [16～ 19]，但是當(dāng)籽晶
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