多晶硅鑄錠通常分為加熱、熔料、高溫穩(wěn)定、結(jié)晶、退火、冷卻等六個(gè)階段。本文介紹加熱和熔料兩個(gè)過(guò)程。 (一)加熱準(zhǔn)備 裝好料后,再對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行一遍檢查,即可開爐。一般來(lái)說(shuō),要先對(duì)爐子進(jìn)行抽真空。真空泵逐級(jí)打開后,開始通電加溫。抽真空的過(guò)程雖然
多晶硅鑄錠通常分為加熱、熔料、高溫穩(wěn)定、結(jié)晶、退火、冷卻等六個(gè)階段。本文介紹加熱和熔料兩個(gè)過(guò)程。
(一)加熱準(zhǔn)備 裝好料后,再對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行一遍檢查,即可開爐。一般來(lái)說(shuō),要先對(duì)爐子進(jìn)行抽真空。真空泵逐級(jí)打開后,開始通電加溫。抽真空的過(guò)程雖然很簡(jiǎn)單,通常是先打開初級(jí)泵(機(jī)械、旋片或滑閥泵),從大氣抽到2000 Pa以下后,然后再打開羅茨泵,抽真空到10 Pa左右;對(duì)于經(jīng)過(guò)清洗的潔凈塊料,抽真空的順序只要按照上述步驟進(jìn)行即可。大約在真空度小于1000 Pa時(shí),就可以打開加熱電源。
在硅料加熱時(shí),可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用恒定功率加熱,考慮到硅料的熱傳導(dǎo)性不佳,而RDS3.0 爐型采用的是四周加熱方式,熔化時(shí),是從四周開始熔化,這時(shí),由于測(cè)溫點(diǎn)在坩堝中部,因此,四周可能已經(jīng)熔化并到了很高的溫度,但中間的溫度并不高,因此,如果采用溫度設(shè)定的控制方式,可能功率會(huì)加得很大。功率大,容易導(dǎo)致坩堝四壁的溫度上升,而坩堝由于是采用石英材質(zhì)的,一旦溫度超過(guò)1600 ℃以上,將很容易與硅發(fā)生反應(yīng),造成坩堝侵蝕;如果溫度再上升到1700 ℃,則坩堝會(huì)與硅發(fā)生劇烈反應(yīng),導(dǎo)致硅液飛濺,坩堝熔穿。嚴(yán)重時(shí),硅液甚至?xí)䴙R到爐頂,導(dǎo)致石墨件和保溫層損壞。因此,通常熔化階段應(yīng)當(dāng)采用功率控制的方式,根據(jù)理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)值,使加熱功率按照一定的設(shè)定值進(jìn)行,這樣可以保證坩堝溫度不會(huì)過(guò)高。
對(duì)于RDS4.0型的爐體,由于采用底部和頂部加熱方式,情形會(huì)好一些,但如果功率過(guò)大,也同樣會(huì)在坩堝底部發(fā)生溫度過(guò)高的情形,只不過(guò),由于頂部和底部都有紅外測(cè)溫,因此,溫度不會(huì)過(guò)高。但如果紅外堵塞或者失控,那么,溫度過(guò)高的危險(xiǎn)性也是同樣存在的。
無(wú)論是哪種爐型,加熱體都在外面,因此,硅料內(nèi)部和外部的溫差是始終存在的,這就是為什么在升溫一段時(shí)間,要進(jìn)行一下保溫,目的是讓外部的熱傳到里面去,避免內(nèi)外溫差過(guò)大,導(dǎo)致熔化時(shí)容易出現(xiàn)意外。這就是為什么在熔硅的過(guò)程中,加熱曲線上會(huì)有保溫的過(guò)程。
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