【康沃真空網(wǎng)】目前,減壓拉晶工藝是直拉法生產(chǎn)硅單晶常采用的工藝。減壓工藝是在整個(gè)拉晶過程中,連續(xù)地向單晶爐爐膛內(nèi)通入惰性氣體,同時(shí)真空泵不斷地從爐膛向外抽氣,保持爐膛內(nèi)真空度穩(wěn)定,爐膛內(nèi)保持負(fù)壓。在硅單晶生長過程中,采用這種工藝保持惰性氣體從爐體自頂向底地貫穿整個(gè)硅單晶生長的設(shè)備內(nèi),及時(shí)地帶走由于高溫而產(chǎn)生出來的硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物,保持單晶爐膛內(nèi)真空度穩(wěn)定,減少外界因素對單晶爐膛內(nèi)真空度的影響,確保硅單晶的品質(zhì)。
真空系統(tǒng)
?。?)主真空系統(tǒng)
主真空系統(tǒng)提供了為各腔體抽真空或者當(dāng)隔離閥關(guān)閉時(shí)僅為上下爐室抽真空的閥和管道。為控制真空腔獨(dú)立氣流壓力提供了自動(dòng)壓力控制節(jié)流閥。
(2)輔助(副爐室)真空系統(tǒng)
輔助真空系統(tǒng)提供了將副爐室從常壓抽至與上下爐室相等壓力的閥和管道。在隔離步驟中,它通常是最先使用的,一根柔性波紋管為提升和旋轉(zhuǎn)副爐室提供柔性連接。
單晶爐生產(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。縮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。