史珺博士:多晶硅鑄錠的加熱和熔硅過(guò)程

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(kāi)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(kāi)后,開(kāi)始通電加溫。抽真空的過(guò)程雖然
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  硅料在熔化時(shí),由于需要吸收大量的熱量,因此,在熔點(diǎn)附近,溫度上升會(huì)很慢。要注意,通常,硅的熔點(diǎn)是1414℃,但在熔化時(shí),硅的溫度通常要高出1420 ℃,才有可能使硅順利熔化。否則,硅料可能發(fā)生熔化后,由于周?chē)墓柽是固體,又開(kāi)始凝固的現(xiàn)象,這就是為什么有時(shí)溫度會(huì)出現(xiàn)上下反復(fù)的情況;因?yàn),硅料在熔化時(shí),有時(shí)局部在熔化后,溫度會(huì)超出熔點(diǎn)很多,但周?chē)赡苓有沒(méi)有熔化的硅塊;當(dāng)熔化的硅液流到硅塊下面后,硅塊又露出來(lái),導(dǎo)致紅外測(cè)溫儀顯示的溫度又低于熔點(diǎn)。
  這樣的現(xiàn)象往往持續(xù)幾個(gè)小時(shí),持續(xù)的時(shí)間與加熱器功率有關(guān)。有時(shí),當(dāng)絕大部分硅料熔化時(shí),還有一些較大的硅塊未熔化,一旦這些硅塊漂到測(cè)溫儀的視場(chǎng)中,則會(huì)發(fā)生紅外測(cè)溫儀顯示的溫度突然下降的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)辜t外顯示溫度低于硅液溫度50 ℃以上。此時(shí),不要誤解為硅液又凝固了,可能只是暫時(shí)的現(xiàn)象而已。
  解決熔化不完全的方法就是一直加大功率到硅液完全熔化為止。通常,將硅液升溫到1490 ℃,然后保持一段時(shí)間,待從紅外測(cè)溫儀看到硅液表面變得清澈以后,再開(kāi)始降溫。待硅液全部熔化后,即進(jìn)入真空熔煉的過(guò)程了。
 。ㄈ 粉料的熔化
  在鑄錠的過(guò)程中,有時(shí)會(huì)遇到粉料。這些粉料通常是FDR循環(huán)流化床工藝中產(chǎn)生的。由于粉料的價(jià)格比較便宜,因此,不少鑄錠廠家希望能夠?qū)Ψ哿线M(jìn)行鑄錠。對(duì)于粉料的處理,需要十分注意。因?yàn),粉料在大氣狀態(tài)下很容易被真空泵所產(chǎn)生的氣流帶起來(lái)在爐內(nèi)飛揚(yáng),硅粉飛揚(yáng)不僅會(huì)造成硅料的浪費(fèi),在飛揚(yáng)過(guò)程中硅粉還會(huì)沾在加熱件、保溫體上,這樣,一旦這些硅粉熔化,很容易滲入石墨材料和保溫材料,導(dǎo)致加熱件和保溫體損壞;此外,硅粉的飛揚(yáng)會(huì)隨著氣體到真空泵力,導(dǎo)致真空泵的損壞。因此,在對(duì)粉料的熔煉過(guò)程中,要嚴(yán)防粉料的飛揚(yáng)。

作者: 來(lái)源:新浪 責(zé)任編輯:gaoting

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