直拉单晶工艺常识

直拉单晶工艺常识

硅的固态密度：2.33克/㎝，液态密度2.54克/㎝，呈灰色金属光泽，性质较脆，切割时易断裂，比重较小，硬度较大，属于非金属，是极为重要的半导体元素，液态时其表面张力较大，从液态到固态时体积膨胀较多。

氧在硅晶体中的分布是不均匀的，一般头部含量高，尾部含量低，晶体中心部位含量高，边缘含量低。

碳在晶体中的分布是中心部位低，边缘部位高。

电阻率：单位面积材料对于两平行平面垂直通过电流的阻力，

晶向：一簇晶列的取向。

母合金：生产上常常将掺杂纯元素“稀释”成硅熔体叫做母合金。

偏度：晶体自然中轴线与晶向之间的夹角度数。

空穴：半导体价带结构中一种流动的空位，其作用就像一具具有正效质量的正电子荷一样。

迁移率：载流子在单位电场强度作用下的平均漂移速度。

载流子：固体中一种能传输电荷的载体，又称电载流。

少数载流子寿命：在光电作用下，非平衡少数载流子由产生到复合存在的平均时间。

杂质分凝：在结晶过程中，由于杂质偏析，出现杂质分配现象叫杂质分凝。

扩散：物质内部热运动导致原子或分子迁移的过程。

热对流：液体或气体流过固体表面时，由于固体对液体或气体分子有吸附与摩擦作用，于是从固态表面带发挥或给于固体以热，这种传递热的方式叫热对流。

热应力：是压缩力，也可以叫拉伸力，要看液体中心部位对边缘部分的相对收缩或膨胀而定，大小取决于晶体的温场分布。

温度梯度：只温度在某方向的变化率用DT/DR表示，指某点的温度T 在R方向的变化率，在一定距离内某方向的温度相差越大，单位距离内温度变化越大，温度梯度也越大，反之越小。

对石英坩埚的质量要求：1.外观检查：无损伤，无裂纹，无明显划痕，无气泡，无杂质点，100%透明；2.耐高温：在1600℃下经16小时后不变形，不失透，经1500℃硅液作用下无白点；3.纯度：sio299.99%-99.999%，其中硼含量小于10ppm；4.直径公差±1.5mm；5.高度公差±1mm。

对高纯石墨的要求：纯度高，强度大，结构致密均匀，无孔洞，无裂纹，耐磨。

装料结束加热前应检查的项目：水路是否畅通，电气是否正常，机械震动是否正常，取光口是否对好。

跳硅的含义及如何避免跳硅？

跳硅是指熔硅过程中熔硅在坩埚中沸腾并出现飞溅出来的现象；避免跳硅1.仔细挑选石英坩埚和多晶硅；2.熔硅时温度不能过高；3.流动气氛下熔硅；4.挂边和搭桥时要及时降温；5.增大氩气，降低温度，提高埚位。

拉晶过程中，埚转不稳什么原因？相应的解决方法？

答：1.坩埚轴卡滞现象（清除波纹管杂质）；2.楔形带松动（调整楔形带张力）；3.测速电机有问题（检查测速电机刷头或更换测速电机）；

4.坩埚轴定位轴工作不良（清洁润滑轴或更换轴承）；

5.给定电位器接触不良（更换电位器）。

过流产生的原因及排除方法？

答：1.加热器打火；2.氩气不纯；3.加热电极与炉内绝缘差；4.高温挥发杂质过多；解决方法：清理所有石墨件，连接件；低温大氩气长时间煅烧；更换绝缘体，提高绝缘度，改变氩气纯度；电极对地电阻10欧。

籽晶升降不稳有抖动现象什么原因？解决方法？

答：1.卷丝轮与牵引套链接松动；2.钢丝绳有毛刺或折痕；3.减速机润滑不良；4.电刷器接触不良。方法：加固卷丝轮与牵引套、更换钢丝绳、清洁润滑、清理调整电刷环。

硅电阻受那几个方面的影响？

答：1.熔体的杂质分凝。2.杂质的挥发。3.杂质的沾污

影响晶体成晶的条件？

答：1.锅位；2.料的纯度；3.水平；4.热场纵向、横向的温度的合适；

5.真空泵及真空泵油；

6.抽气孔及抽气管道是否堵塞；

7.籽晶的位错；

8.氩气的纯度；

9.机械震动。

什么是位错？产生位错的原因？测量位错的方法主要有哪些？

答：位错就是晶体中由于原子错乱自己引起的具有伯斯矢量的一种线缺陷；原因：1.籽晶中原有的位错随着晶体在生长不断延伸的情况；2.热应力引起的塑性变形，杂质添加引起的晶格应变；3.空位在晶体中的扩散积聚以及液面波动、机械震动等，都会使正在生长中的晶体产生错位。

测量方法：腐蚀坑法、杂质沉淀法、X光法。

如何提高单晶硅纵向电阻率的均匀性？

答：提高头部拉速降低电阻率，降低尾部拉速提高尾部电阻率。

拉晶过程中旋转所起的作用？

答：旋转可以起到热对称作用；旋转有搅拌作用，可以控制熔体的流动，保持熔体合理的纵向和晶向温度梯度，促进杂质在熔体内的均匀扩散,调节生长界面的形状.。

什么是漏硅？前兆有那些？应如何处理？

答：漏硅是指拉晶过程中因坩埚破裂导致的硅液泄漏的现象；前兆：电流电压表不稳，炉内有黑烟，液面出现漩涡并逐渐下降；处理方法：开大氩气，降温停炉，升埚。

拉单晶过程中氩气所起的作用

(1)保护气体 (2)减压作用 (3)增强蒸发效应,降低分凝效应.

导流桶的作用

(1)保温 (2)使纵向梯度变平缓,使径向梯度变小 (3)使晶体缓慢冷却 (4)控制气流流动方向.