單晶爐培訓(xùn)資料.docx

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1、培訓(xùn)資料培訓(xùn)提綱1.拉制單晶過程異常情況及其處理。2.石英坩堝的相關(guān)知識(shí)3.直拉單晶操作及工藝流程,操作注意事項(xiàng)拉單晶過程中的異常情況及其處理在拉單晶過程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些異常情況,作為操作人員除了對(duì)設(shè)備運(yùn)行要嚴(yán)密監(jiān)控之外,對(duì)出現(xiàn)的異常情況,應(yīng)具有一定的應(yīng)急處理能力,本章節(jié)針對(duì)各種可能出現(xiàn)的異常情況,介紹一下簡單的概念和應(yīng)急處理的方法。1、掛邊和搭橋掛邊是指在熔料過程中,坩堝內(nèi)絕大部分的多晶硅料熔完了,但有少部分或幾塊硅塊粘在坩堝邊上搭橋是指在化料時(shí),坩堝原料已全部熔完了,甚至下部在沸騰,但坩堝上部有許多硅塊在熔液上部相互接觸,形成一座橋,懸掛在上部下不去。產(chǎn)生這兩種情況的主要原因

2、:A裝原料不符合要求B提升坩堝位置和時(shí)機(jī)不合適C過早降低了熔料功率熔硅時(shí)出現(xiàn)這兩種情況要及時(shí)處理,就掛邊而言,因?yàn)楝F(xiàn)在直拉法系統(tǒng)內(nèi)都是裝導(dǎo)流筒,如果掛邊不處理,一旦后邊拉單晶把堝位提升時(shí),最終一定會(huì)碰到導(dǎo)流筒,導(dǎo)致后續(xù)拉晶無法進(jìn)行,只有停爐,損失很大。其次是搭橋就更嚴(yán)重,不處理的話就什么也沒法做了,只能停爐。因此有時(shí)我們就是冒著硅跳的危險(xiǎn)也要把這種情況處理好。處理方法:首先適當(dāng)降低堝位,快速升高功率,一旦掛邊后搭橋消失,應(yīng)迅速降溫,并適當(dāng)升高堝位避免硅跳。2、硅跳硅跳是指熔料過程中,溶液在坩堝中像燒開水一樣沸騰,或者液面突然冒出氣泡形狀,并且有飛濺的現(xiàn)象。硅跳產(chǎn)生的后果也非常嚴(yán)重,

3、飛濺的溶液可能濺到加熱器、保溫桶、堝幫、托盤等等;最嚴(yán)重的是易使加熱器易產(chǎn)生裂痕,損傷損壞掉。產(chǎn)生的原因:a多晶硅中有氧化夾層或封閉氣泡b石英坩堝內(nèi)壁上有氣泡c加熱功率太高,導(dǎo)致溫度過高d剛?cè)弁暝蠒r(shí),氬氣流量的突然減小。處理方法:為避免這種情況,我們?cè)谘b爐時(shí)應(yīng)注意挑選檢查多晶硅和石英坩堝(透光仔細(xì)觀察坩堝內(nèi)壁上有沒有氣泡),其次熔料時(shí)不要把功率加得太高(功率加的太高導(dǎo)致溫度高加劇了原料硅與石英坩堝的反應(yīng)不利于成晶);時(shí)刻注意觀察氬氣壓力流量表是否壓力正常。3、溫度震蕩在熔料完成后穩(wěn)定溫度過程中,沒有任何機(jī)械振動(dòng)或外部力的干擾下,坩堝內(nèi)溶液表面出現(xiàn)波動(dòng)的現(xiàn)象,稱為溫度震蕩。產(chǎn)生的原

4、因是過重的熔硅某點(diǎn)的溫度是變化的,它除了受加熱溫度和散熱條件等因素的影響外,熔硅中的不穩(wěn)定對(duì)流也會(huì)引起溫度變化。充分的對(duì)流往往表現(xiàn)為湍流形式,從而造成熔硅表面無規(guī)則的起伏,產(chǎn)生周期性的溫度震蕩。其次熔化料后,驟然升起坩堝,內(nèi)部溶液溫度會(huì)發(fā)生很大變化,形成很大的溫度梯度,靠近坩堝邊的熔硅向中間流動(dòng),產(chǎn)生環(huán)狀波紋。波紋高低與波動(dòng)周期與熔硅溫度梯度大小以及坩堝內(nèi)熔硅多少有關(guān)。處理方法:適當(dāng)調(diào)整熱場,改變坩堝位置,熔硅時(shí)緩慢升高坩堝或熔完后適當(dāng)增大氬氣流量。4、結(jié)晶爬硅放肩時(shí),由于降溫或熱場不穩(wěn)定,坩堝邊會(huì)莫名地產(chǎn)生結(jié)晶。即溶液變成固態(tài),慢慢一層層往中心生長擴(kuò)大或由堝邊往堝心射箭一樣。在等

5、徑過程中,由于熱場不穩(wěn)定或生長參數(shù)改變,特別是從拉晶過程到尾部時(shí)也會(huì)結(jié)晶如果操作人員疏忽,一時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)晶,結(jié)果會(huì)很嚴(yán)重,結(jié)晶到一定程度,象射箭一樣快,迅速從堝邊到達(dá)中心,碰到正在旋轉(zhuǎn)的晶棒,那么有可能導(dǎo)致晶體掉入鍋內(nèi),晶軸擰斷,重錘籽晶夾頭掉入鍋內(nèi),損失慘重。爬硅與結(jié)晶類似,只是產(chǎn)生原因是由于坩堝邊有結(jié)晶點(diǎn)或雜質(zhì),當(dāng)溫度降低或拉晶液面下降時(shí),堝邊結(jié)晶點(diǎn)也會(huì)慢慢生長長大,有點(diǎn)像什么東西趴在堝壁壁上,隨著液面下降而慢慢長大。最后到達(dá)堝中部,不及時(shí)發(fā)現(xiàn)后果與結(jié)晶一樣。處理方法:操作人員應(yīng)多觀察爐內(nèi)情況,平時(shí)多總結(jié)經(jīng)驗(yàn),比如等徑時(shí)看單晶棒與液面交界光圈上有無反射的黑點(diǎn)陰影或液面的顏色是否

6、感覺正常.如果發(fā)現(xiàn)早并確定,應(yīng)緩慢升溫,使結(jié)晶慢慢溶掉。如果是等徑較長時(shí),也可采用迅速收尾的方法收尾,保住已拉出的單晶。然后堝內(nèi)剩余部分可熔掉重新拉制。爬硅一般處理比較難,因?yàn)樯郎乇容^多,一定會(huì)打破爐內(nèi)溫度平衡,很難做到既保住單晶又把爬硅處理掉了。當(dāng)然理想的情況是在不影響拉晶的同時(shí)又可以把爬硅的問題很好地處理掉。5、打火短路由于裝爐時(shí)內(nèi)部系統(tǒng)未裝好,裝實(shí),如電極松動(dòng),加熱腳與電極未合嚴(yán),石墨拖桿松動(dòng),都可能造成打火。其次是鍋內(nèi)加熱系統(tǒng)用的次數(shù)過多,老化嚴(yán)重,高溫時(shí)出現(xiàn)斷裂或變形,如堝幫斷裂,加熱器某部分?jǐn)嗔?,保溫桶、底盤拱起變形會(huì)都會(huì)引起短路打火。表現(xiàn)出的癥狀:電壓電流表指針擺動(dòng),

7、趴在爐蓋上仔細(xì)聽爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生“嗡嗡”的響聲或液面有晃動(dòng)。如果出現(xiàn)了上述現(xiàn)象,排除電器柜或其他機(jī)械部分的原因后,一旦確認(rèn),那么為了減少損失,不至于引起更大的損失或發(fā)生安全事故,只有堅(jiān)決果斷地停爐,不能有絲毫猶豫。6、漏硅由于裝料不合適,把坩堝撞壞,或裝坩堝時(shí)不小心碰傷,或坩堝內(nèi)壁上有氣泡都可能引起漏硅。其次加熱時(shí)沒有嚴(yán)格按照操作規(guī)則加熱,如加熱間隔及功率不均勻,堝位放在平口堝位以下太多,導(dǎo)致化料時(shí),已化成溶液的硅料在堝底又有部分結(jié)晶成固態(tài),膨脹使坩堝底部出現(xiàn)裂縫,造成漏硅

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