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1、,直拉单晶硅工艺技术,主讲教师：裴迪石油化工学院,1,热场,单晶硅是在热场中进行拉制的，热场的优劣对单晶硅质量有很大影响。单晶硅生长过程中，好的热场，能生产出高质量的单晶。不好的热场容易使单晶变成多晶，甚至根本引不出单晶。有的热场虽然能生长单晶，但质量较差，有位错和其他结构缺陷。因此，找到较好的热场条件，配置最佳热场，是非常主要的直拉单晶工艺技术。热场主要受热系统影响，热系统变化热场一定变化。加热器是热系统的主体，是热系统的关键部件。因此，了解加热器内温度分布状况对配制热场非常重要。,热场的优劣对单晶硅的质量有很大影响。合适的热场，能够生长出高质量的单晶。不好的热场容易使单晶变成多晶，或者根本
2、无法引晶。有的热场虽然能够生长单晶，但质量较差，有位错和其它结构缺陷。因此，找到较好的热场条件，配置最佳的热场，是非常重要的直拉单晶工艺技术。热场有大有小，它是按照所用的石英坩埚的直径大小来划分的，目前国内热场从12 28 都有，但以18 22居多。,热场结构,直拉单晶炉的热系统，也就是所谓的热场，是指为了熔化硅料，并使单晶生长保持在一定温度下进行的整个系统。热场一般包括压环、保温盖、上中下保温罩、石墨坩埚(三瓣埚)、坩埚托杆、坩埚托盘、电极、加热器、导流筒、石墨螺栓，且为了防止漏硅，炉底、金属电极、托杆、都设置了保护板、保护套。,安装热场,右图为一个典型的热场剖面图。,热场的安装顺序一般按右
3、图的标识，自下向上安装。,安装热场注意事项,按要求正确安装热场。确保热场的对中、水平；确保加热器和坩埚之间距离；确保加热器和保温筒之间距离；确保石英护套和石墨电极距离；确保各处石墨纸无误；确保电极石墨螺丝、中轴螺丝拧紧；,(1)安装前 安装热场前，尤其是新热场，应仔细擦拭干净，去除表面浮尘土，检查部件的质量，整个炉室在进行安装热场前也必须擦拭完毕。(2)安装 安装顺序一般是由下而上，由内到外。石墨电极安装时，左右对齐，处在同一水平面上，不可倾斜，同时要和托杆对中。放上加热器之后，加热器的电极孔要与下面的电极板的两孔对准。,热场的安装与对中,安装电极炉底碳毡反射底板下保温罩石墨环、石英环加热器中
4、保温罩石墨托杆石墨托盘装三瓣埚下降主炉室上保温罩导气孔保温盖板装导流筒压环,热场安装顺序示意图,(3)对中顺序 在整个安装过程中，要求整个热系统对中良好，同心度高，需要严格对中：,坩埚轴与加热器的对中。将托杆稳定的装在下轴上，将下轴转动，目测是否偏摆。然后将钢板尺平放在坩埚轴上，观察两者之间的间隙，间隙是否保持不变，加热器圆心是否对中。接着装托盘，托盘的中心也要跟加热器对中。,加热器与石墨坩埚的对中：转动托碗，调整埚位，让石墨坩埚与加热器口水平（此时的埚位成为平口埚位），再稍许移动加热器电极，与托碗对中，这时石墨坩埚和加热器口之间的间隙四周都一致。,保温罩和加热器对中：调整保温罩位置，做到保温罩内壁与加热器外壁之间四周间隙一致。注意可径向移动，不得转动，否则测温孔就对不准了。保温盖和加热器对中：升起托杆，让三瓣锅其与保温盖水平，调整保温盖的位置，使得四周间隙一致。此外:下保温罩和电极之间的间隙前后一致，切不可大意造成短路打火。测温孔对一致。,(4)煅烧 新的热场需要在真空下煅烧，煅烧时间约10小时左右，煅烧35次，方能投入使用。使用后，每拉晶48炉后也要煅烧一次。煅烧功率不同的热场不一样，一般要比引晶温度高，CZ1#炉子煅烧最高功率一般在110KW。目前普遍采用较大的热场，氩气流量比较大，炉膛内壁比较干净，煅烧的时间和间隔周期可灵活掌握。,
