单晶生长操作规程讲解

1、单晶生长操作规程讲解第1页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二2.抽真空，检漏： a.各处密封圈务必清理洁净. b.真空泵正确的关闭与开启. c.炉子漏气率的关键性. Q=(P1-P2)XV/TR3.拉晶的实践过程： 早先： 真空拉晶-常压拉晶-减压拉晶 对目前的炉内拉晶压力要求在8-15turo2700第2页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二4.热量传递的三种方式： 传导 对流 辐射5.熔料： 加热与保温 正确的使用加热功率，不破坏石英坩埚与石墨坩埚的使用寿命，不破坏其结构。 在化料过程中，坩埚的位置放置的重要性。 拉晶的时间越长，拉晶的困难就越大。第3

2、页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二6.熔体的对流： 自然对流. 强迫对流-旋流. 强迫对流-逆流. 表面张力对流.7.Dash缩颈（无位错单晶生长技术） 位错的特性：位错是一种线性缺陷，是由几个原子大小的线性管道，位错线附近原子发生严重错排和畸变。 位错分为：棱位错 螺行位错 混合位错 第4页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二8.缩颈的要点： 下降过程中不要急于接触到高温（分段下降）. 籽晶与熔体要在合适的温度下充分良好的接触. 细颈（4-5mm， L=150mm）9.能量守恒方程式： Qn+Ql=Qm+Qc Qn：加热器提供的系统热量 Ql：晶体结晶

3、时释放的潜热 Qm：熔体表面损失的热量 Qc：晶棒表面通过热辐射与对流将热量损失到外围第5页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二 LVd+AKL(dTL /dx)=AKS(dTS / dx) L 结晶潜热 V 生长速度 d 硅的密度 A 固液界面的截面积 KL 液体热传导系数 dTL /dx 临近界面 KS 固体热传导系数 10 .放肩 放到一定的拉速 . 恒定降温方式 . 第6页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二11.转肩与等径： 转肩时的大小与拉速（2-4mm/min). 降低拉速，跟进埚跟比和随动. 确认等径参数，投入自动. 断棱和回熔12.收尾与停

4、炉： 根据埚底料的多少判断是否要收尾. 控制温度和拉速. 降功率、停炉冷却. 整个拉晶过程的记录。第7页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二 拉晶过程中常见事故和处理 A 停水 a 发生停水时，立即检查（自动打开的）或打开停水炉子的事故水进水阀。 关闭加热功率， 复位控制柜面板上单晶生长控制器，使其处于手动状态， 降低埚位到熔料埚位， 关闭埚转。 第8页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二 b 停水后水压恢复 冷却水恢复供应时，立即检查（自动打开的）或关闭事故水阀门，监控水压，有异常及时报告。 水压恢复时，炉内无严重氧化现象，熔体未结晶或已结晶但液面结晶小于

5、10分钟且石英坩埚未破裂，按加热功率开，调节功率到熔料功率。 启动埚转，设定为2转/分，打开埚转前，确保埚转电位器处于零位。 熔化结晶面，在此期间应密切炉内有无严重第9页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二 氧化现象，注意硅料液面熔化情况，一旦发生严重氧化现象、硅液面下降，立即停炉并报告。 晶体处理同晶变单晶一致，待结晶全熔后，手动调节功率为引晶功率，温度稳定后开始引晶。 c 停水后水压无法恢复，或恢复时结晶大于10分钟 快速提升晶体或籽晶，距液面150mm。 待熔体结晶15分钟时，快速提升坩埚并顶起导流筒100mm。 停炉，充分冷却后拆炉。第10页，共14页，2022年，5

6、月20日，2点23分，星期二B 停电 a 若炉子工作时，加热部分停电： 把复位控制柜面板上的单晶生长控制器调到手动， 降低埚位到熔料埚位， 关闭埚转， 加热部分恢复且时间较短（如停水）则升功率熔料， 启动埚转为2转/分并确保电位器处于零位， 熔化结晶面时应密切注意液面情况，有问题及时上报 晶体处理同晶变单晶一样，全熔后降温引晶，第11页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二 加热部分恢复时，停电时间较长且结晶大于10分钟 或坩埚破裂，就快速提升晶体或籽晶距液面150mm。 在熔体结晶15分钟时，快速升坩埚并顶起导流筒100mm。 停炉，冷却后拆炉。 b 若炉子工作时，加热电源、

7、控制电源同时断电 立即关闭抽空阀门，关闭所有升降转动开关， 手动摇手柄降低埚位到熔料埚位， 同时将氩气流量调大充至-0.05MPa左右关闭氩气， 电源恢复时开真空泵使氩气流量恢复正常，第12页，共14页，2022年，5月20日，2点23分，星期二 若恢复且时间较短（如停水）则升功率熔料， 启动埚转为2转/分并确保电位器处于零位，若晶体或籽晶与液面结晶在一起需等其结晶面熔化脱离， 熔化结晶面时应密切注意液面情况，有问题及时上报 晶体处理同晶变单晶一样，全熔后降温引晶， 停电时间较长且结晶大于10分钟或坩埚破裂，就快速提升晶体或籽晶距液面150mm. 在熔体结晶15分钟时，快速升坩埚并顶起导流筒100mm并停炉，待冷却后拆炉. 第13页，共14页