《晶体生长工艺》PPT课件.ppt

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1、Contents单单 晶晶 生生 长长 工工 艺艺培训人：培训人：单晶炉单晶炉 FT-CZ2008型单晶炉 操作柜 单晶生长条件单晶生长条件Concept只有在一定的过冷度下，晶核才只有在一定的过冷度下，晶核才会自行长大会自行长大.一般过冷度越大一般过冷度越大,晶核晶核容易长大容易长大,结晶就更容易结晶就更容易首先首先,要具有一定要具有一定大小的晶核大小的晶核其次其次,有一定的过冷度有一定的过冷度(熔态温度低于熔点的度熔态温度低于熔点的度)多晶转化为单晶的条件多晶转化为单晶的条件:1.在熔体中加入一个晶核在熔体中加入一个晶核,也就是籽晶也就是籽晶.2.控制一定的过冷温度，此过冷度只允许所加入的

2、唯一晶核控制一定的过冷温度，此过冷度只允许所加入的唯一晶核长大长大,并不再产生新的晶核并不再产生新的晶核单晶生长温度分布场单晶生长温度分布场v横向上横向上,晶棒边缘温度高晶棒边缘温度高于中心温度于中心温度.v纵向上，熔体内部温度纵向上，熔体内部温度高于表面温度高于表面温度.v一般来说一般来说,结晶界面的纵结晶界面的纵向温度梯度应适当的大向温度梯度应适当的大,使单晶生长有足够的动使单晶生长有足够的动力力.生长界面的横向温度生长界面的横向温度梯度应尽量少一些，保梯度应尽量少一些，保持界面平坦持界面平坦.但这个大小但这个大小都有一定的限度都有一定的限度,纵向梯纵向梯度过大产生晶格缺陷度过大产生晶格缺

3、陷,横横向温度过小易使单晶转向温度过小易使单晶转化为多晶化为多晶.晶体生长工艺晶体生长工艺装料时要仔细检查有装料时要仔细检查有无氧化残渣，石英坩无氧化残渣，石英坩埚有无裂纹埚有无裂纹,装料一般装料一般遵循遵循”小大中小大中”的原则的原则,也就是碎片和最小的也就是碎片和最小的料放在埚底料放在埚底,最大的料最大的料放中间放中间,适中的料放最适中的料放最上面上面炉子不工作时炉子不工作时,应应该保持真空状态，该保持真空状态，,以免炉内石墨器以免炉内石墨器件吸水件吸水,影响真空影响真空度度拉晶过程中拉晶过程中,出事故出事故被迫停炉时被迫停炉时,坩埚升坩埚升到最高位置到最高位置,避免因避免因硅膨胀而碰坏加

4、热器硅膨胀而碰坏加热器多晶硅用多晶硅用HF:HNO3=1:5腐腐蚀蚀,再用去离子水再用去离子水清洗清洗.作作业 流流程程晶体生长工艺晶体生长工艺进入单晶车间须穿戴好洁净工作服、鞋。进入单晶车间须穿戴好洁净工作服、鞋。开炉前，按工艺要求检查水、电、气，确认无异常后开炉前，按工艺要求检查水、电、气，确认无异常后方能开炉。方能开炉。准备好一次性洁净手套、耐高温手套、毛巾、纸巾、准备好一次性洁净手套、耐高温手套、毛巾、纸巾、研磨布、酒精、吸尘刷、吸尘管、防尘口罩。研磨布、酒精、吸尘刷、吸尘管、防尘口罩。准备好钳子、扳手和各类装拆炉专用工具。准备好钳子、扳手和各类装拆炉专用工具。准备取单晶用的专用取棒车

5、、装石墨件的不锈钢长条准备取单晶用的专用取棒车、装石墨件的不锈钢长条车、装埚底料的不锈钢筒和装硅料的不锈钢小车，车、装埚底料的不锈钢筒和装硅料的不锈钢小车，并处理干净。并处理干净。用毛巾将炉体从上到下擦扫一遍，擦扫时注意不要将用毛巾将炉体从上到下擦扫一遍，擦扫时注意不要将所有控制接线及开关碰断或碰坏，并把炉子周围清所有控制接线及开关碰断或碰坏，并把炉子周围清扫干净。扫干净。作作业准准备 熔化熔化熔化常出现熔化常出现”搭桥搭桥”,”挂边挂边”，”硅跳硅跳”现象现象.搭桥：搭桥：指多晶硅将熔完时部分硅块在熔体上面形成一座指多晶硅将熔完时部分硅块在熔体上面形成一座“桥桥”挂边：挂边：指多晶硅大部分熔

6、完后，有部分硅块粘在坩埚上面的现象指多晶硅大部分熔完后，有部分硅块粘在坩埚上面的现象避免搭桥的方法避免搭桥的方法:熔硅时将坩埚降至加热器的高温区熔硅时将坩埚降至加热器的高温区,使各部分同时熔使各部分同时熔化化;在加温过程中，中温加热的时间不宜太长在加温过程中，中温加热的时间不宜太长.出现搭桥现象处理办法：出现搭桥现象处理办法：首先降低坩埚位置，快速升高熔硅温度，一首先降低坩埚位置，快速升高熔硅温度，一旦挂边或搭桥消失，快速降温，升高坩埚，避免产生硅跳旦挂边或搭桥消失，快速降温，升高坩埚，避免产生硅跳出现出现”硅跳硅跳”的几种情况的几种情况:a)多晶硅有氧化夹层或严重不纯多晶硅有氧化夹层或严重不

7、纯;b)熔化后温度过高熔化后温度过高;c)搭桥搭桥d)出现出现”硅跳硅跳”现象处理办法：现象处理办法：e)出现出现a)情况时，让熔化硅块时熔化速度慢一些；情况时，让熔化硅块时熔化速度慢一些；f)出现出现b),c)情况时，快速降温，升高坩埚，避免产生硅跳情况时，快速降温，升高坩埚，避免产生硅跳引晶过程引晶过程放肩过程放肩过程转肩过程转肩过程等径过程等径过程收尾过程收尾过程取棒冷却取棒冷却拉晶困难的常见原因拉晶困难的常见原因:保温系统不合适保温系统不合适某种振动或晶向偏离太大某种振动或晶向偏离太大坩埚相对于加热器的位置不合适坩埚相对于加热器的位置不合适有漏气现象有漏气现象料中含有不熔杂质料中含有不熔杂质拉晶过程有掉渣现象拉晶过程有掉渣现象Text