史珺博士：多晶硅鑄錠的加熱和熔硅過程
多晶硅鑄錠通常分為加熱、熔料、高溫穩(wěn)定、結(jié)晶、退火、冷卻等六個階段。本文介紹加熱和熔料兩個過程。 （一）加熱準(zhǔn)備 裝好料后，再對爐內(nèi)進(jìn)行一遍檢查，即可開爐。一般來說，要先對爐子進(jìn)行抽真空。真空泵逐級打開后，開始通電加溫。抽真空的過程雖然
為了解決這個問題，首先要了解粉料在什么情況下容易飛揚。粉料的飛揚一般在三個階段下容易產(chǎn)生。第一個階段，是開始抽真空的瞬間。粉料放在坩堝里，粉料顆粒的間隙均是大氣。在開始抽真空的時候，爐內(nèi)的氣壓受機械泵的作用突然減小，顆粒間的氣體會因壓力差的作用向上運動形成氣流，這些氣流的力量有時很大，會帶動硅粉飛揚。
為了避免這個問題，對于粉料，在開始抽真空時，不能像普通的塊料那樣直接用機械泵大力抽，而應(yīng)當(dāng)將閥門先關(guān)閉，然后慢慢打開，最好是關(guān)閉主管道，采用一個旁路的細(xì)管道，用細(xì)管道上的調(diào)節(jié)閥，從關(guān)閉到打開，逐漸增大，這樣，抽真空時，爐內(nèi)的壓力會比較緩慢地下降，不會產(chǎn)生突然的壓降，從而解決硅粉飛揚的問題。
到真空壓力降到100 Pa以下時，由于壓力低，氣體對硅粉的浮力很小，就可以逐步打開主管道的閥門，采用正常的閥門抽氣，這時，因為氣流的力量已經(jīng)很小，不足以再將氣體帶出，因此，可以全力抽真空。
第二個階段，是硅料升溫到大約1000 ℃左右的階段。首先，900 ℃以上，硅粉就會產(chǎn)生燒結(jié)現(xiàn)象，而由于硅粉的導(dǎo)熱性很差，可以說幾乎是絕熱材料，因此，當(dāng)紅外測溫儀測量到硅粉溫度到1000 ℃左右的時候，坩堝側(cè)面的溫度可能已經(jīng)達(dá)到接近熔化的問題，甚至已經(jīng)開始融化，溶化的硅遇到周圍的硅粉又會凝固而結(jié)殼；而這時，坩堝最中央部分的硅粉由于絕熱作用，溫度可能才100 ℃不到，這樣，硅粉中吸附的水分以及氣體，還沒有完全釋放。當(dāng)外部硅粉結(jié)殼形成封閉體的時候，隨著內(nèi)部硅粉溫度的逐漸上升，氣體膨脹，壓力增加，在硅粉內(nèi)部逐漸形成封閉的高壓球團(tuán)，當(dāng)壓力到達(dá)一定程度，就會發(fā)生爆裂；或者雖然內(nèi)部本身的壓力沒有達(dá)到爆裂壓力，但結(jié)殼后，由于加熱體的作用使得殼體再次熔化變薄后，內(nèi)部的氣體會爆沖出來，產(chǎn)生氣流，將硅粉四濺。
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