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直拉单晶过程控制和硅片检测工艺

关键词:硅片回收 电池片回收 太阳能电池板回收 多晶硅回收 │ 发表时间:2018-12-14

近几年电子工业大规模发展,半导体集成电路被广泛应用于各个工作领域,国家在政策和经济上给予了大力支持,使得国内半导体材料企业如雨后春笋般大量成立。在短时间内使半导体市场供过于求,各企业竞争激烈,优胜劣汰,不少企业不注重产品质量,在追求量产的道路上越走越远,加速了企业的淘汰和破产。究其原因,量产短时间内能够使企业快速发展,赢得市场和利润,使得很多企业趋之若鹜,进入了不良的竞争,一味地追求产能,追求价格低廉,薄利多销,最终在市场不仅仅满足价格的基础上,大批企业遭遇了困境。而一些企业严把质量关,改进生产工艺,调整产业结构,使产品具有更大的价值,领跑行业的前列。
半导体简介与直拉法单晶的生产过程
半导体的导电原理:
本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体,也就是单质半导体。本征半导体的导电性能很差,当向其中掺杂微量的杂质离子时,半导体的导电性会明显变化,就是杂质半导体。使半导体导电的因素有:
a杂质浓度,浓度越高导电性越强
b温度,温度越高导电性越强
c光照、外场作用等影响
直拉单晶生长法
直拉硅单晶(CZ/MCZ单晶),这是单晶生长中最常用的一种方法,大多数企业采用的都是这种方法,广泛应用于半导体集成电路、二极管、太阳能。
装料
明确装料操作流程和方法,保证开炉效果,避免开炉因装料而导致的挂边,断苞等不良情况,提高成晶率。
套上一次性套袖,戴上汗布手套和一次性手套,先用一些粒径大于40mm的块料铺在石英锅底(注意料的光滑面与石英坩埚接触),禁止使用碎料或粒径小于30mm的料铺底,块料较大的放在底料上面,用小块料填缝补平。大块料必须放在石英坩埚2/3以下,面接触,2/3以上严禁放置直径超过80mm块料,2/3以上块料点接触坩埚,防止挂料和架桥。装完的料尽量往中间靠拢,呈山型,重心向内,防止滚落。装入一半原料时,将合金包打开,放在料中间,上面压一些大块料。放入导流筒,确认料、锅、导流筒没有接触。
拉晶作业
规范细节操作,避免异常事故,提高生产率,杜绝和减少工伤事故,实行安全生产,确保产品质量满足要求。
拆清炉前准备→取单晶→拆清炉→领料装料(电阻率测算,放入合金)→抽空→检漏→化料→高温烘烤→沾渣,拉小头→测电阻率→掺杂→稳温→引晶→放肩→转肩保持→等径→收尾→停炉→记录停炉真空和漏率→炉体冷却。
稳温后需矫正热场温度和液面温度,若热场测量值低于700Unites,需查看取光孔是否对正,取光玻璃是否发黑。拉晶前需对籽晶进行预热,然后侵入液面过热,籽晶充分熔接,否则容易导致晶变。引晶细径应保持在2.5-3.5mm左右,并且细径表面均匀,长度大于需拉直单晶直径的1.2倍,平均拉速控制在200-300mm/hr。放肩如果温度过高时,可以手动给温补,一般降10-15SP/hr。转肩时拉速控制在140-220mm/hr,防止拉速过高或者过低造成断苞和转肩失败。等径阶段需每100mm测量一次直径,防止直径跑粗或跑细,注意直径信号是否稳定准确,监测点是否有偏离等现象,保持过程中断苞取段必须收尾2/3个直径,断苞回熔严禁将晶棒降入液面过多,造成石英坩埚破裂,漏硅及缆绳脱槽,每次下降50mm。待完全熔完后,再继续下降晶体。收尾时一定要收尖,长度不能呢个超过单晶直径,防止返位错,造成不良。可以手动给温补10-15sp/hr,防止温补不够而结晶粘上单晶,造成生产事故。
复投工艺。
为了提高半导体单晶入档率,增加产能,实行复投工艺。将复投料装入复投器,中间预掺合金,若单词需要复投两次,将合金放入第二桶内。取夹头,连接复投器。复投过程中要保证复投筒稳定,不晃动,防止晃动卡主,造成事故。
硅片的基础知识和品质控制
半导体材料中有两种导电的载流子:一种是带负电荷的载流子——电子;另一种是带正电荷的的载流子——空穴。由于某种原因激发,具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子,自由电子的产生使共价键中留有一个空位置,称为空穴,在本征半导体中电子和空穴是成对出现的,当绝对温度T=0K时所有的电子都被束缚,不能成为自由电子所以本征半导体的导电能力极弱,接近绝缘体。

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