2022-03
生產(chǎn)工序:加料→熔化→縮頸生長→放肩生長→等徑生長→尾部生長
(1)加料:將多晶硅原料及雜質(zhì)放入石英坩堝內(nèi),雜質(zhì)的種類依電阻的N或P型而定。雜質(zhì)種類有硼,磷,銻,砷。
(2)熔化:加完多晶硅原料于石英堝內(nèi)后,長晶爐必須關(guān)閉并抽成真空后充入高純氬氣使之維持一定壓力范圍內(nèi),然后打開石墨加熱器電源,加熱至熔化溫度(1420℃)以上,將多晶硅原料熔化。
(3)縮頸生長:當(dāng)硅熔體的溫度穩(wěn)定之后,將籽晶慢慢浸入硅熔體中。由于籽晶與硅熔體場接觸時(shí)的熱應(yīng)力,會(huì)使籽晶產(chǎn)生位錯(cuò),這些位錯(cuò)必須利用縮勁生長使之消失掉??s頸生長是將籽晶快速向上提升,使長出的籽晶的直徑縮小到一定大?。?-6mm)由于位錯(cuò)線與生長軸成一個(gè)交角,只要縮頸夠長,位錯(cuò)便能長出晶體表面,產(chǎn)生零位錯(cuò)的晶體。
(4)放肩生長:長完細(xì)頸之后,須降低溫度與拉速,使得晶體的直徑漸漸增大到所需的大小。
(5)等徑生長:長完細(xì)頸和肩部之后,借著拉速與溫度的不斷調(diào)整,可使晶棒直徑維持在正負(fù)2mm之間,這段直徑固定的部分即稱為等徑部分。單晶硅片取自于等徑部分。
(6)尾部生長:在長完等徑部分之后,如果立刻將晶棒與液面分開,那么效應(yīng)力將使得晶棒出現(xiàn)位錯(cuò)與滑移線。于是為了避免此問題的發(fā)生,必須將晶棒的直徑慢慢縮小,直到成一尖點(diǎn)而與液面分開。這一過程稱之為尾部生長。長完的晶棒被升至上爐室冷卻一段時(shí)間后取出,即完成一次生長周期。
單晶硅的制備工藝不同,所得到產(chǎn)品的純度和性能差異很大,因此其下游應(yīng)用領(lǐng)域也有所區(qū)別。單晶硅在日常生活中是電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的基本材料。電視、電腦、手機(jī)、汽車,處處都離不開單晶硅材料,單晶硅作為科技應(yīng)用普及材料之一,已經(jīng)滲透到人們生活中的各個(gè)角落。