直拉单晶硅工艺技术PPT课件
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硅加工工艺PPT课件
43
硅加工工艺
3.曝光
• 曝光就是对涂有光刻胶且进行了前烘之后 的硅片进行选择性的光照,曝光部分的光 刻胶将改变其在显影液中的溶解性,经显 影后在光刻胶膜上得到和“掩膜”相对应 的图形。
44
硅加工工艺
4.显影
• 显影是把曝光后的硅片放在显影液里,将应去 除的光刻胶膜溶除干净,以获得腐蚀时所需要 的抗蚀剂膜保护图形。
多晶
硅
SiO2
SiO2
Si P-
58
硅加工工艺
6)离子注入,栅条、裸露的衬底以及厚氧化层都被 注入
多晶
硅
SiO2
SiO2
Si P-
7)栅和厚氧化层屏蔽了各自下面的硅,只有栅条两
边裸露的硅被注入,这就确保了栅条与源-漏区的对
准。
多晶 硅
SiO2
SiO2
Si P-
59
硅加工工艺
由于栅的屏蔽作用,N型杂质不能进入栅的下面, 在栅的两边形成了独立的两块N型区域,这被称为硅 栅自对准。
13
硅加工工艺
离子注入的基本原理
14
硅加工工艺
离子注入设备
15
硅加工工艺
16
硅加工工艺
17
硅加工工艺
2.3 生长外延层
• 外延生长用来生长薄层单晶材料,即薄膜 • 外延生长:按照原来的晶向在单晶衬底上,
生长另一层合乎要求的单晶层的方法。 • 生长的这层单晶叫外延层。(厚度为几微米)
18
硅加工工艺
8)在退火的时候,源-漏区会由于扩散而稍稍进入到 栅下一点点,重叠很小。在退火的同时,还可以在表 面生长另一层二氧化硅。
SiO2
多晶 硅
Si P-
SiO2
硅加工工艺
3.曝光
• 曝光就是对涂有光刻胶且进行了前烘之后 的硅片进行选择性的光照,曝光部分的光 刻胶将改变其在显影液中的溶解性,经显 影后在光刻胶膜上得到和“掩膜”相对应 的图形。
44
硅加工工艺
4.显影
• 显影是把曝光后的硅片放在显影液里,将应去 除的光刻胶膜溶除干净,以获得腐蚀时所需要 的抗蚀剂膜保护图形。
多晶
硅
SiO2
SiO2
Si P-
58
硅加工工艺
6)离子注入,栅条、裸露的衬底以及厚氧化层都被 注入
多晶
硅
SiO2
SiO2
Si P-
7)栅和厚氧化层屏蔽了各自下面的硅,只有栅条两
边裸露的硅被注入,这就确保了栅条与源-漏区的对
准。
多晶 硅
SiO2
SiO2
Si P-
59
硅加工工艺
由于栅的屏蔽作用,N型杂质不能进入栅的下面, 在栅的两边形成了独立的两块N型区域,这被称为硅 栅自对准。
13
硅加工工艺
离子注入的基本原理
14
硅加工工艺
离子注入设备
15
硅加工工艺
16
硅加工工艺
17
硅加工工艺
2.3 生长外延层
• 外延生长用来生长薄层单晶材料,即薄膜 • 外延生长:按照原来的晶向在单晶衬底上,
生长另一层合乎要求的单晶层的方法。 • 生长的这层单晶叫外延层。(厚度为几微米)
18
硅加工工艺
8)在退火的时候,源-漏区会由于扩散而稍稍进入到 栅下一点点,重叠很小。在退火的同时,还可以在表 面生长另一层二氧化硅。
SiO2
多晶 硅
Si P-
SiO2
直拉单晶工艺学
直拉单晶炉热场
静态热场——熔硅后引晶时的温度分布, 静态热场——熔硅后引晶时的温度分布, 由加热器、保温系统、坩埚位置等因素决 定。 动态热场——拉晶时的热场,由结晶潜热、 液面下降、固体表面积增加等因素决定。 常用温度梯度 温度梯度从数量上描述热系统的温度 温度梯度 分布情况。 温度梯度——指温度在某方向的变化率 指温度在某方向的变化率 温度梯度 一定距离内,某方向的温度相差越大, 单位距离内的温度变化越大,梯度就大。
图一
晶体熔化和凝固与时间关系对应曲线上出现“温度平台”是因为熔化过程中,晶体由固态向液 态变 化一过程需吸收一定的热量(熔化热),使晶体内原子有足够的能量冲破晶格束缚,破坏固态结构。 反之,凝固时过程会释放一定的结晶潜热。
图二
晶面和晶向
晶体中原子、分子或离子按一定周期性、对称性排列,把这些微粒 的重心作为一个几何点,叫做格点 格点。 格点 晶体中有无限多在空间按一定规律分布的格点,称为空间点阵 空间点阵。空 空间点阵 间点阵中,通过两个格点作一条直线,这一直线上一定含有无数格 点,这样的直线叫晶列 晶列,晶体外表的晶棱就是晶列。 晶列 通过不在同一晶列的三个格点作一平面,这平面上必包含无数格点, 这样的平面叫晶面 晶面。 晶面 晶面指数——选取x 晶面指数——选取x,y,z平行于晶胞的三条 棱标出一个晶面,标出晶面在x 棱标出一个晶面,标出晶面在x,y,z轴上的 截距,然后取截距的倒数,若倒数为分数, 则乘上它们的最小公倍数,便有h 则乘上它们的最小公倍数,便有h,k,l 的形式,而(h 的形式,而(h,k,l)即为晶面指数。 晶向——通过坐标原点作一直线平 晶向——通过坐标原点作一直线平 行于晶面 法线方向,根据晶胞棱长 决定此直线点坐标,把坐标化成整数, 用[ ]括起来表示。 ]括起来表示。 注:对于硅单晶生长,{100}晶面族的法向 注:对于硅单晶生长,{100}晶面族的法向 生长速度最快,{111}族最慢。(拉速) 生长速度最快,{111}族最慢。(拉速)
单晶硅制备直拉法ppt课件
拉晶过程中的保护气流
3
2、利用热场形成温度梯度
热场是由高纯石墨部件和保温材料(碳毡)组成。
石墨加热器:产生热量,熔化多 晶硅原料, 并保持熔融硅状态;
单晶热场温度分布
石墨部件:形成氩气流道,并隔 离开保温材料;
保温材料:保持热量,为硅熔液提供合
4
适的温度梯度。
3 单晶炉提供减压气氛保护、机械运动和自动控制系统
39
直拉生长工艺
⑤晶颈生长 引晶温度的判断: 在1400℃熔硅与石英反应生成SiO,可借助其反应速率
即SiO排放的速率来判断熔硅的温度。 具体来讲,就是观察坩埚壁处液面的起伏情况来判断
熔硅的温度。 温度偏高,液体频繁地爬上埚壁又急剧下落,埚边液
面起伏剧烈; 温度偏低,埚边液面较平静,起伏很微; 温度适当,埚边液面缓慢爬上埚壁又缓慢下落。
减压气氛保护: 通过上炉筒、副室、炉 盖、主炉
室和下炉室形成减压气氛 保持系统。 机械运动:
通过提拉头和坩埚运动系统提供晶 转、晶升、埚转、埚升系统。 自动控制系统
通过相机测径、测温孔测温、自动柜控制 组成单晶拉制自动控制系统。
5
6
7
8
直拉生长工艺
Cz法的基本设备 cz法的基本设备有:炉体、晶体及坩埚的升降和传动部分、 电器控制部分和气体制部分,此外还有热场的配置。
下到上逐一对中,对中时决不可使加热器变形。
31
4、 装料
装料基本步骤
底部铺碎料
大块料铺一层
用边角或小块料填缝
装一些大一点的料
最上面的料和坩埚 点接触,防止挂边
严禁出现大块料 挤坩埚情况
32
直拉生长工艺
③抽空
装完炉后,将炉子封闭,启动机械真空泵抽空。
3
2、利用热场形成温度梯度
热场是由高纯石墨部件和保温材料(碳毡)组成。
石墨加热器:产生热量,熔化多 晶硅原料, 并保持熔融硅状态;
单晶热场温度分布
石墨部件:形成氩气流道,并隔 离开保温材料;
保温材料:保持热量,为硅熔液提供合
4
适的温度梯度。
3 单晶炉提供减压气氛保护、机械运动和自动控制系统
39
直拉生长工艺
⑤晶颈生长 引晶温度的判断: 在1400℃熔硅与石英反应生成SiO,可借助其反应速率
即SiO排放的速率来判断熔硅的温度。 具体来讲,就是观察坩埚壁处液面的起伏情况来判断
熔硅的温度。 温度偏高,液体频繁地爬上埚壁又急剧下落,埚边液
面起伏剧烈; 温度偏低,埚边液面较平静,起伏很微; 温度适当,埚边液面缓慢爬上埚壁又缓慢下落。
减压气氛保护: 通过上炉筒、副室、炉 盖、主炉
室和下炉室形成减压气氛 保持系统。 机械运动:
通过提拉头和坩埚运动系统提供晶 转、晶升、埚转、埚升系统。 自动控制系统
通过相机测径、测温孔测温、自动柜控制 组成单晶拉制自动控制系统。
5
6
7
8
直拉生长工艺
Cz法的基本设备 cz法的基本设备有:炉体、晶体及坩埚的升降和传动部分、 电器控制部分和气体制部分,此外还有热场的配置。
下到上逐一对中,对中时决不可使加热器变形。
31
4、 装料
装料基本步骤
底部铺碎料
大块料铺一层
用边角或小块料填缝
装一些大一点的料
最上面的料和坩埚 点接触,防止挂边
严禁出现大块料 挤坩埚情况
32
直拉生长工艺
③抽空
装完炉后,将炉子封闭,启动机械真空泵抽空。
单晶硅制备 直拉法84页PPT
单晶硅制备 直拉法
51、没有哪个社会可以制订Fra bibliotek部永远 适用的 宪法, 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现,法律就是这样 一种的 网,触 犯法律 的人, 小的可 以穿网 而过, 大的可 以破网 而出, 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏,庇 护着我 们大家 ;它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
51、没有哪个社会可以制订Fra bibliotek部永远 适用的 宪法, 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现,法律就是这样 一种的 网,触 犯法律 的人, 小的可 以穿网 而过, 大的可 以破网 而出, 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏,庇 护着我 们大家 ;它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
6[1].拉晶工艺及操作规程.ppt
硅的热学性质
硅是具有明显的热膨胀及热传导性质的材料。当硅 在熔化时其体积会缩小。相反,当硅从液态凝固时 其体积会膨胀。正因如此,在采用直拉法生长晶体 过程中,在收尾结束后,剩余的硅熔体冷却凝固时 会导致石英坩埚破裂现象。硅具有较大的表面张力 (熔点时为736 mN/m2)和较小的密度(液态时为 2.54g/cm3)
1.12 300K 1350 480 34.6 1213 2.3*105 11.7
硅的化学性质 (1)与非金属作用 常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧, 生成SiF4。 Si+2F2 = SiF4 与氧反应生成SiO2。 Si+O2=SiO2 在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质 化合,分别生成SiC、Si3N4和SiS2等。 Si+C=SiC 3Si+2N2=Si3N4 Si+2S=SiS2
硅具有较大的表面张力熔点时为736mnm和较小的密度液态时为254gcm硅的物理性质和常数硅的物理性质和常数物理量单位数据原子序数14禁带宽度电子伏11530k原子量2808112300k晶格结构金刚石电子迁移率厘米1350化学键共价键空穴迁移率厘米480密度gcm233固254液电子扩散系346硬度65空穴扩散系1213熔点1420本征电阻率欧姆厘米231014介质常数117热膨胀系数cmcm233106折射率40355为05511反射率330411硅的化学性质硅的化学性质1与非金属作用常温下si只能与f2反应在f2中瞬间燃烧生成sif4
硅的光学性质
硅在室温时的禁带宽度为1.12eV,光的吸收是处于红 外波段。虽然硅在可见光谱范围内是不透明的,但 可被接近红外光谱频率的光线所穿透。它是一种不 仅具有很高的折射系数,同时也具有极高的反射率 的材料。因此硅被广泛应用在制作接近红外光谱频 率的光学元件、红外探测器以及太阳能电池等用途 上。
拉晶工艺及操作规程PPT幻灯片
拉晶工艺及操作规程
陕西西京电子科技有限公司
1
一、拉晶工艺流程图
检验
晶棒
配料
库房
煅烧
Hale Waihona Puke 拆、清炉 停炉 收尾装料
抽真空
等径
转肩
充氩气
化料
引晶
放肩
缩颈
2
说明:
a)单晶制造工艺流程为方块标注环形部分,即由 配料工序开始,至晶棒终止;
b)配料工序的入口为库房管理部门; c)晶棒工序的出口为检验; d)在本工艺流程中,如果拉晶为连续工作时,在
4. 新装加热器时,加热器与石墨电极之间垫碳箔。每次拆 炉都要抬起加热器,松动与石墨电极之间的连接,以防 粘连。使用一月之后,以上四项检查可以降低频率到每 次大清的时候检查一次。
10
2.装料
• 检查所备原料及母合金是否与随工单相符,观察包装有无破损现 象,区分原料的大小、破碎程度,如原料不符合要求(如:料未 清洗)应及时更换;按要求穿戴好劳保用品。
7
清炉过程
待取出的石墨件自然冷却后,进行彻底清理。石墨件的附着物 用砂纸打磨后,用刷子和吸尘器对石墨件作整个除尘,用棉 布或毛巾擦拭直至干净。 清理干净的标准是:导流筒、上下 保温盖、保温筒、三瓣埚、石墨埚托等,必须清理到全部露 出石墨的本色,特别是不能留有黄色的挥发物。
将炉子内壁、炉盖、主炉筒、小副室、副炉筒、两个抽气口 、观察窗、依尔根信号孔及其防护玻璃清理干净。先用吸尘 器把炉内的挥发物等吸净,再用沾有酒精的棉布或毛巾彻底 擦拭,不能留有任何挥发物。
8
安装热系统
将清理过的石墨热系统各部件按 “炉底碳毡”、“炉底护盘”、“下 保温筒”、“排气口护套”、“坩埚护套”、“电极护套”、“石墨电极 ”、“石墨加热器”、“石墨螺丝”的顺序安装。注意在“石墨电极与 炉体电极、加热器与石墨电极以及加热器与石墨螺丝接触面处加 一层完整无损的碳箔;然后按顺序安装“中、上保温筒”、“石墨 托杆”、“石墨埚托”以及“三瓣埚”。
陕西西京电子科技有限公司
1
一、拉晶工艺流程图
检验
晶棒
配料
库房
煅烧
Hale Waihona Puke 拆、清炉 停炉 收尾装料
抽真空
等径
转肩
充氩气
化料
引晶
放肩
缩颈
2
说明:
a)单晶制造工艺流程为方块标注环形部分,即由 配料工序开始,至晶棒终止;
b)配料工序的入口为库房管理部门; c)晶棒工序的出口为检验; d)在本工艺流程中,如果拉晶为连续工作时,在
4. 新装加热器时,加热器与石墨电极之间垫碳箔。每次拆 炉都要抬起加热器,松动与石墨电极之间的连接,以防 粘连。使用一月之后,以上四项检查可以降低频率到每 次大清的时候检查一次。
10
2.装料
• 检查所备原料及母合金是否与随工单相符,观察包装有无破损现 象,区分原料的大小、破碎程度,如原料不符合要求(如:料未 清洗)应及时更换;按要求穿戴好劳保用品。
7
清炉过程
待取出的石墨件自然冷却后,进行彻底清理。石墨件的附着物 用砂纸打磨后,用刷子和吸尘器对石墨件作整个除尘,用棉 布或毛巾擦拭直至干净。 清理干净的标准是:导流筒、上下 保温盖、保温筒、三瓣埚、石墨埚托等,必须清理到全部露 出石墨的本色,特别是不能留有黄色的挥发物。
将炉子内壁、炉盖、主炉筒、小副室、副炉筒、两个抽气口 、观察窗、依尔根信号孔及其防护玻璃清理干净。先用吸尘 器把炉内的挥发物等吸净,再用沾有酒精的棉布或毛巾彻底 擦拭,不能留有任何挥发物。
8
安装热系统
将清理过的石墨热系统各部件按 “炉底碳毡”、“炉底护盘”、“下 保温筒”、“排气口护套”、“坩埚护套”、“电极护套”、“石墨电极 ”、“石墨加热器”、“石墨螺丝”的顺序安装。注意在“石墨电极与 炉体电极、加热器与石墨电极以及加热器与石墨螺丝接触面处加 一层完整无损的碳箔;然后按顺序安装“中、上保温筒”、“石墨 托杆”、“石墨埚托”以及“三瓣埚”。
单晶硅生产技术.ppt
3.发展
(1)原因:
①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 ②修路成为中国人 (2)成果:1909年 权收归国有。 4.制约因素 政潮迭起,军阀混战,社会经济凋敝,铁路建设始终未入 修筑权 。
救亡图存 的强烈愿望。
京张铁路 建成通车;民国以后,各条商路修筑
正轨。
二、水运与航空
1.水运
(1)1872年,
学习目标
掌握:热系统的安装与对中、热场的调整 理解:温度梯度与单晶生长 了解:动态热场
3.1热系统
包括加热器、保温罩、保温盖、托碗(石墨 坩埚)、电极、热屏等。
直拉单晶炉的热系统材质 1):高纯石墨 指标:灰分、抗压强度、硫含量、抗折强度、 体积密度、电阻率、真密度、气孔率、纯度。 2):碳/碳复合材料
依据材料概括晚清中国交通方式的特点,并分析其成因。
提示:特点:新旧交通工具并存(或:传统的帆船、独轮车, 近代的小火轮、火车同时使用)。 原因:近代西方列强的侵略加剧了中国的贫困,阻碍社会发 展;西方工业文明的冲击与示范;中国民族工业的兴起与发展;
政府及各阶层人士的提倡与推动。
[串点成面· 握全局]
轮船招商局 正式成立,标志着中国新式航运业的诞生。
(2)1900年前后,民间兴办的各种轮船航运公司近百家,几乎都是
在列强排挤中艰难求生。
2.航空 (1)起步:1918年,附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始 研制 。 (2)发展: 1918年,北洋政府在交通部下设“ 水上飞机
”;此后十年间,航空事业获得较快发展。
一、近代交通业发展的原因、特点及影响 1.原因 (1)先进的中国人为救国救民,积极兴办近代交通业,促
进中国社会发展。
(2)列强侵华的需要。为扩大在华利益,加强控制、镇压
单晶制程工艺流程PPT课件
3
硅的电学性质
• 一是导电性介于导体和绝缘体之间,其电阻率约在10-4-1010Ω.cm范围内 • 二是电导率和导电型号对杂质和外界因素(光,热,磁等)高度敏感 • 无缺陷半导体的导电性很差,称为本征半导体。当掺入极微量的电活性杂质,其电导率
将会显著增加,例如,向硅中掺入亿分之一的硼,其电阻率就降为原来的千分之一。
• 硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硫酸,硝酸、盐酸及 王水,却易溶于氢氟酸和硝酸的混合液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,
• 如在拉晶时与石英坩埚(Sio2)反应: • Si+ Sio2=2Sio(所以会增加硅中氧的浓度) • 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢
4. P型半导体:在超高纯半导体材料中掺入某种杂质元素如硼(B),使得空穴浓度大于电子浓度, 则称为其p型半导体,(此时的空穴称为多数载流子,电子称为少数载流子)
5. .相应地,这些杂质被称为n型掺杂剂(施主杂质)或p型掺杂剂(受主杂质)
5
硅的化学性质
• 硅属元素周期表第三周IVA族,原子序数14,原子量28.085。原子价主要为4价,其次为2价,因 而硅的化合物有二价化合物和四价化合物
2
硅的物理性质
• 晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4g/cm3,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体 硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。硅的化学性质比较活泼,在高温下能 与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金 如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器 、太阳能电池等。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%, 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下, 除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。
硅的电学性质
• 一是导电性介于导体和绝缘体之间,其电阻率约在10-4-1010Ω.cm范围内 • 二是电导率和导电型号对杂质和外界因素(光,热,磁等)高度敏感 • 无缺陷半导体的导电性很差,称为本征半导体。当掺入极微量的电活性杂质,其电导率
将会显著增加,例如,向硅中掺入亿分之一的硼,其电阻率就降为原来的千分之一。
• 硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硫酸,硝酸、盐酸及 王水,却易溶于氢氟酸和硝酸的混合液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,
• 如在拉晶时与石英坩埚(Sio2)反应: • Si+ Sio2=2Sio(所以会增加硅中氧的浓度) • 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢
4. P型半导体:在超高纯半导体材料中掺入某种杂质元素如硼(B),使得空穴浓度大于电子浓度, 则称为其p型半导体,(此时的空穴称为多数载流子,电子称为少数载流子)
5. .相应地,这些杂质被称为n型掺杂剂(施主杂质)或p型掺杂剂(受主杂质)
5
硅的化学性质
• 硅属元素周期表第三周IVA族,原子序数14,原子量28.085。原子价主要为4价,其次为2价,因 而硅的化合物有二价化合物和四价化合物
2
硅的物理性质
• 晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4g/cm3,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体 硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质。硅的化学性质比较活泼,在高温下能 与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金 如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器 、太阳能电池等。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%, 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下, 除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。
单晶硅设备工艺流程(精选PPT)
4
单晶硅片工艺流程:
1.酸洗:使用稀硝酸HNO3,进行清洗,去除表面杂质及提炼时产生的四氯化硅。
2.清洗:清洗硅料经过酸洗后的残留杂质。
5
3.单晶硅料烘干:去除水分。
4.挑料:区分P型,N型硅料。 5.配料:对拉晶的硅料型号进行匹配。
6
6.单晶炉拉晶:
7
7.硅棒检测:检查有无位错,棱线断等现象。 8.开断:将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。 9.包装:将开断后的单晶硅棒进行包装,送至下一道工序
②加热器与石墨坩埚的对 中:转动托碗,调整埚 位,让石墨坩埚与加热 器口水平(此时的埚位 成为平口埚位),再稍 许移动加热器电极,与 托碗对中,这时石墨坩 埚和加热器口之间的间 隙四周都一致。
52
煅烧 新的热场需要在真空下煅烧,煅烧时间约10小时 左右,煅烧3~5次,方能投入使用。使用后,每 拉晶4~8炉后也要煅烧一次。 煅烧功率,不同的热场不一样,一般要比引晶温 度高,炉子煅烧最高功率一般在110KW。
46
中、上保温罩的作用也是为了 减少热量的损失。只不过保温 罩外面的石墨碳毡的层数不一 样,这样使得温度梯度不一样。
排气的方式有上排气和下排气。 厂房现在使用的比较多的是上 排气。这样,上保温罩上面就 存在几个排气孔,这些排气孔 保证在高温下蒸发的气体的排 出。
47
保温盖由保温上盖、保温碳 毡和保温下盖组成。即两层 环状石墨之间夹一层石墨碳 毡组成,其内径的大小与导 流筒外径相匹配,平稳的放 在保温罩面板上。
40
直拉单晶炉的热系统,也就是所谓的热场,是指为了熔化硅料,并使单晶生长保 持在一定温度下进行的整个系统。 热场一般包括压环、保温盖、上中下保温罩、石墨坩埚(三瓣埚)、坩埚托杆、坩埚 托盘、电极、加热器、导流筒、石墨螺栓,且为了防止漏硅,炉底、金属电极、托 杆、都设置了保护板、保护套。
单晶硅片工艺流程:
1.酸洗:使用稀硝酸HNO3,进行清洗,去除表面杂质及提炼时产生的四氯化硅。
2.清洗:清洗硅料经过酸洗后的残留杂质。
5
3.单晶硅料烘干:去除水分。
4.挑料:区分P型,N型硅料。 5.配料:对拉晶的硅料型号进行匹配。
6
6.单晶炉拉晶:
7
7.硅棒检测:检查有无位错,棱线断等现象。 8.开断:将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。 9.包装:将开断后的单晶硅棒进行包装,送至下一道工序
②加热器与石墨坩埚的对 中:转动托碗,调整埚 位,让石墨坩埚与加热 器口水平(此时的埚位 成为平口埚位),再稍 许移动加热器电极,与 托碗对中,这时石墨坩 埚和加热器口之间的间 隙四周都一致。
52
煅烧 新的热场需要在真空下煅烧,煅烧时间约10小时 左右,煅烧3~5次,方能投入使用。使用后,每 拉晶4~8炉后也要煅烧一次。 煅烧功率,不同的热场不一样,一般要比引晶温 度高,炉子煅烧最高功率一般在110KW。
46
中、上保温罩的作用也是为了 减少热量的损失。只不过保温 罩外面的石墨碳毡的层数不一 样,这样使得温度梯度不一样。
排气的方式有上排气和下排气。 厂房现在使用的比较多的是上 排气。这样,上保温罩上面就 存在几个排气孔,这些排气孔 保证在高温下蒸发的气体的排 出。
47
保温盖由保温上盖、保温碳 毡和保温下盖组成。即两层 环状石墨之间夹一层石墨碳 毡组成,其内径的大小与导 流筒外径相匹配,平稳的放 在保温罩面板上。
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直拉单晶炉的热系统,也就是所谓的热场,是指为了熔化硅料,并使单晶生长保 持在一定温度下进行的整个系统。 热场一般包括压环、保温盖、上中下保温罩、石墨坩埚(三瓣埚)、坩埚托杆、坩埚 托盘、电极、加热器、导流筒、石墨螺栓,且为了防止漏硅,炉底、金属电极、托 杆、都设置了保护板、保护套。
拉晶教程PPT课件
处理方法:降温停炉时,要将坩埚升至最高处,防止结晶时,坩埚 炸裂,胀破加热器
第20页/共23页
c. 突然停电、停水
1.瞬间停电(几秒),检查恢复停电前的工艺状态,并进行干预,使工艺恢 复正常,
2.停电时间较长,液面都快结晶,则应先关闭真空泵,并手动摇柄将坩埚 下降或转动晶升电机(注意方向),使单晶脱离液面,同时关闭氩气阀 (防止正压) 及时来电或者长时间不来电,视具体情况具体操作
处理方法:1.降低埚位(不得降过下限位),转动坩 埚,将挂边处转至热场中温 度较高的一
方(一般在两边电极的方位)
2.升高功率,让挂边处硅料迅速熔化
注意:防止“跳硅”
第19页/共23页
b. 坩埚裂缝
坩埚裂缝的具体情
况
1.熔料时发现埚裂,立即降温停炉
2..拉晶时发现埚裂,视裂纹是否深入液体情况
后果:烧坏部件,造成重大损失
直径计测值
+
直径设定值
P I D 计算
引上速度设定值 出力
2.在单晶等晶过程中具备直径控制 、拉晶速度控制的功能。本控制的 程序块图表如图2所示
引上速度平均值
+ -
引上速度设定值
P I D 计算
温度设定值出力
图2 单晶直径控制和拉速控制程序模块
第4页/共23页
2.2 拉晶工艺过程
图3 拉晶基本流程
B(硼) (铝镓铟) P(磷),Sb(锑),As(砷)
单晶在固化时出现掺杂剂的偏析现象,单晶头尾电阻率的变化趋势
降低比例视掺杂剂的分凝系数而定。(杂质浓度与电阻率反比)
B 0.8 P 0.35 d. 氧浓度
As 0.3
Sb 0.026
石英坩埚
硅溶液
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c. 突然停电、停水
1.瞬间停电(几秒),检查恢复停电前的工艺状态,并进行干预,使工艺恢 复正常,
2.停电时间较长,液面都快结晶,则应先关闭真空泵,并手动摇柄将坩埚 下降或转动晶升电机(注意方向),使单晶脱离液面,同时关闭氩气阀 (防止正压) 及时来电或者长时间不来电,视具体情况具体操作
处理方法:1.降低埚位(不得降过下限位),转动坩 埚,将挂边处转至热场中温 度较高的一
方(一般在两边电极的方位)
2.升高功率,让挂边处硅料迅速熔化
注意:防止“跳硅”
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b. 坩埚裂缝
坩埚裂缝的具体情
况
1.熔料时发现埚裂,立即降温停炉
2..拉晶时发现埚裂,视裂纹是否深入液体情况
后果:烧坏部件,造成重大损失
直径计测值
+
直径设定值
P I D 计算
引上速度设定值 出力
2.在单晶等晶过程中具备直径控制 、拉晶速度控制的功能。本控制的 程序块图表如图2所示
引上速度平均值
+ -
引上速度设定值
P I D 计算
温度设定值出力
图2 单晶直径控制和拉速控制程序模块
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2.2 拉晶工艺过程
图3 拉晶基本流程
B(硼) (铝镓铟) P(磷),Sb(锑),As(砷)
单晶在固化时出现掺杂剂的偏析现象,单晶头尾电阻率的变化趋势
降低比例视掺杂剂的分凝系数而定。(杂质浓度与电阻率反比)
B 0.8 P 0.35 d. 氧浓度
As 0.3
Sb 0.026
石英坩埚
硅溶液
直拉硅单晶工艺简介PPT.
直拉硅单晶工艺简介
化料
• 在一定的功率(在规定的时间内从低到高慢慢提升,直到化料要求功率) 和一定的埚位下使硅料熔化
-
中心位置
加热器温度最高点
中心位置
加热器温度最高点
• 在表面硅料全部熔化后,不可将坩埚的位置升的太高,须保证液面至导流 筒的距离有2- 3cm,防止石英坩埚底部硅料翻出时碰到导流筒使导流筒粘 硅。
异常处理
掉棒
产生原因 一、籽晶断
二、籽晶绳
1、籽晶熔接 2、籽晶氧化 3、籽晶夹具 1、籽晶绳氧化 2、籽晶绳毛刺
异常处理
该情况可能会直接导致石英埚破裂引发漏硅事件。 该情况发现应注意以下几点:
一、晶棒过长,停炉处理
角度放大。 • 当放肩直径接近加工要求的直径时,须多次测量,如放肩速度过快,
在直径比预定直径小10mm左右进入转肩状态。如放肩较慢,可在直径 比预定直径小5mm左右进入转肩状目标直径后提高拉速使之纵向生长 • 根据单晶炉性能,转肩可自动或手动,自动单晶炉将晶体生长控制程
等径
1、等径时,晶转、埚转、氩气流量、炉内压及 平均拉速值。 2、等径时,埚跟比随剩余重量变化而变化。
收尾
1、自动收尾时,晶升变化根据收率表来变化 还是根据指数表变化。
2、收尾时,启时拉速是当时的平均拉速还是 设定个拉速。
收尾斜率表,内设定了收尾时的晶升、埚转 、晶转、氩气流量及炉内压力。 2、温度变化根据长度
序启动到“转肩”状态即可。手动单晶炉将晶升速度开到2-3mm/min。 测量并观察晶体生长情况。 • 转肩时根据实际情况可适当提高或降低拉速,同时也可降 低或上升温 度设定点。但拉速不宜调整太快或太高,否则可能会造成转肩掉棱。
直拉硅单晶工艺简介
化料
• 在一定的功率(在规定的时间内从低到高慢慢提升,直到化料要求功率) 和一定的埚位下使硅料熔化
-
中心位置
加热器温度最高点
中心位置
加热器温度最高点
• 在表面硅料全部熔化后,不可将坩埚的位置升的太高,须保证液面至导流 筒的距离有2- 3cm,防止石英坩埚底部硅料翻出时碰到导流筒使导流筒粘 硅。
异常处理
掉棒
产生原因 一、籽晶断
二、籽晶绳
1、籽晶熔接 2、籽晶氧化 3、籽晶夹具 1、籽晶绳氧化 2、籽晶绳毛刺
异常处理
该情况可能会直接导致石英埚破裂引发漏硅事件。 该情况发现应注意以下几点:
一、晶棒过长,停炉处理
角度放大。 • 当放肩直径接近加工要求的直径时,须多次测量,如放肩速度过快,
在直径比预定直径小10mm左右进入转肩状态。如放肩较慢,可在直径 比预定直径小5mm左右进入转肩状目标直径后提高拉速使之纵向生长 • 根据单晶炉性能,转肩可自动或手动,自动单晶炉将晶体生长控制程
等径
1、等径时,晶转、埚转、氩气流量、炉内压及 平均拉速值。 2、等径时,埚跟比随剩余重量变化而变化。
收尾
1、自动收尾时,晶升变化根据收率表来变化 还是根据指数表变化。
2、收尾时,启时拉速是当时的平均拉速还是 设定个拉速。
收尾斜率表,内设定了收尾时的晶升、埚转 、晶转、氩气流量及炉内压力。 2、温度变化根据长度
序启动到“转肩”状态即可。手动单晶炉将晶升速度开到2-3mm/min。 测量并观察晶体生长情况。 • 转肩时根据实际情况可适当提高或降低拉速,同时也可降 低或上升温 度设定点。但拉速不宜调整太快或太高,否则可能会造成转肩掉棱。
直拉硅单晶工艺简介
直拉硅单晶生长工艺流程与原理PPT课件
直拉单晶炉下轴(坩埚轴)对环境的要求
1、坩埚通过一根约1m长的硬轴(石墨)支撑并 旋转上升,熔液盛在石英坩埚内;
2、石墨埚杆通过螺丝固定在单晶炉下轴上; (硬轴固定在坩埚提升机构上) 3、坩埚提升机构导轨和丝杠要平顺; 4、带动的硬轴旋转要平稳; 5、冷炉时硬轴上端放一盆水,坩埚提升机构运
行时水面无明显波纹(机械调试时的一个方 法);
单晶炉底座及地基和震源的隔离
外界震源包含: 1、真空泵运行振动 (措施:真空泵下用弹簧座主动隔震真空泵远离炉子) 2、基础所处土壤表层振动 (措施:基础四周挖减震槽隔离) 3、基础所处土壤深层振动 (措施:1、混凝土基础座在实土层2、混凝土基础不宜过高)
二、直拉单晶炉的基本结构
副炉室
隔离阀室 (翻板阀
低压大电流流过加热器产生高温,热量通过辐射加 热石墨坩埚,由石墨坩埚加热石英坩埚和多晶硅料, 达到熔化和结晶所需的温度。调节加热器功率以控 制熔体温度;
直拉单晶炉主炉室及内部热系统概图
单晶炉热场不同系统温度分布对比
直拉单晶炉在气氛下拉晶
1、真空泵不断的对炉子抽气,形成真空; 2、炉子各部件之间都有密封件,其中旋转部件之间 采用磁流体密封; 3、每炉生长之前通过用真空泵对炉子抽极限真空, (抽真空)关闭抽空阀门,测量炉内压力升高速度来 判定炉子是否达到密闭要求;(检漏)
室)
主炉室 坩埚提升 旋转机构
晶体提升 旋转机构
炉盖
控制柜
单晶炉的主要组成部分
1、炉体(基座、炉室、炉盖、液压系统) 2、晶体升降及旋转机构 3、坩埚升降及旋转机构 4、氩气和真空系统 5、加热系统(加热电源、热场) 6、冷却系统 7、控制系统
炉体
炉体(炉体由基座、炉室、炉盖及液压系统组成)
单晶材料图片以及工艺图片展示4PPT课件
4、把籽晶装在夹头上,装好钼销;用力向下拽一下籽晶 使其牢固,稳定好籽晶后,按晶快升使其上至适当位置;
5、用沾有酒精的无尘布认真擦拭籽晶; 6、用沾有酒精的纸巾擦拭副封密圈和接合部; 7、确保以上无问题后关上副室,抽空;
17
抽空及熔料
抽空:合完炉后打开主室泵(多点几下开关,让其预热 下),待主室泵打开运转正常3分钟左右后,打开APC待 角度为20以上后打开主阀。倒氩气时开旁路氩气,不要开 炉盖氩气,抽到3PA以下极限后,检漏,5 min内<1.0Pa为 合格,如不正常进行查漏.
13
装炉-生产的保障
组装加热系统和保温系统是和取出的顺序相反,后取的先装,先取的 后装,是从下而上,按取出的相反顺序逐渐完成的。注意:装炉时要 操作熟练,精力集中,避免中途发现漏装或错装。特别是大清更要多 加注意。
炉底部件:要确保下保、防漏底盘、防漏底板、反射板、反射板支座 及其碳毡、电极柱等位置准确,防止加热后发生打火等现象。
2
加热器
3
底盘及配件
4
石墨件附属
5
热场正确安装顺序
安装电极→炉底碳毡→反射底板→下保温罩 →石墨环、石英环→加热器→中保温罩→石 墨托杆→石墨托盘→装三瓣埚→下降主炉室 →上保温罩→导气孔→保温盖板→装导流筒 →压环
6
热场煅烧工艺
煅烧 新的热场需要在真空下煅烧,煅烧时间约 10小时左右,煅烧3~5次,方能投入使用。 使用后,每拉晶4~8炉后也要煅烧一次。 煅烧功率,不同的热场不一样,一般要比 引晶温度高,CZ1#炉子煅烧最高功率一 般在110KW。
7
直拉单晶硅工艺流程
拆炉→清炉→装炉/装料→抽 空→检漏→熔料→引晶→放 肩→转肩→等径→收尾→停 炉
8
5、用沾有酒精的无尘布认真擦拭籽晶; 6、用沾有酒精的纸巾擦拭副封密圈和接合部; 7、确保以上无问题后关上副室,抽空;
17
抽空及熔料
抽空:合完炉后打开主室泵(多点几下开关,让其预热 下),待主室泵打开运转正常3分钟左右后,打开APC待 角度为20以上后打开主阀。倒氩气时开旁路氩气,不要开 炉盖氩气,抽到3PA以下极限后,检漏,5 min内<1.0Pa为 合格,如不正常进行查漏.
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装炉-生产的保障
组装加热系统和保温系统是和取出的顺序相反,后取的先装,先取的 后装,是从下而上,按取出的相反顺序逐渐完成的。注意:装炉时要 操作熟练,精力集中,避免中途发现漏装或错装。特别是大清更要多 加注意。
炉底部件:要确保下保、防漏底盘、防漏底板、反射板、反射板支座 及其碳毡、电极柱等位置准确,防止加热后发生打火等现象。
2
加热器
3
底盘及配件
4
石墨件附属
5
热场正确安装顺序
安装电极→炉底碳毡→反射底板→下保温罩 →石墨环、石英环→加热器→中保温罩→石 墨托杆→石墨托盘→装三瓣埚→下降主炉室 →上保温罩→导气孔→保温盖板→装导流筒 →压环
6
热场煅烧工艺
煅烧 新的热场需要在真空下煅烧,煅烧时间约 10小时左右,煅烧3~5次,方能投入使用。 使用后,每拉晶4~8炉后也要煅烧一次。 煅烧功率,不同的热场不一样,一般要比 引晶温度高,CZ1#炉子煅烧最高功率一 般在110KW。
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直拉单晶硅工艺流程
拆炉→清炉→装炉/装料→抽 空→检漏→熔料→引晶→放 肩→转肩→等径→收尾→停 炉
8
直拉单晶硅生长原理及其工艺技术 (2)
图1-6多晶硅
图1-4 晶体熔化曲线
250 200 温度T 150 系列1 100 50 0 a b 时间t c d
温度T
250 200 150 系列1 100 502 单晶和多晶 1.2.1 单晶 在晶体中,晶体的各个部分,从上到下,从里到外,所有原子,分子或离子都是有规律的排 列,组成一个空间点阵。这种排列具有周期性和对称性,他们的结晶学方向都是相同的。根据这种 周期性和对称性,总可以找到一个最小的结构单元,而它周围的结构,其实就是将它重复排列的结 果,最终组成了整个晶体,这个结构单元称为晶胞,它能体现晶体的基本性质,它是组成晶体的最 小单元。也可以理解为同一晶胞在三维空间里不断的重复平移就组成了晶体,这样的晶体称为单晶 体,还可以说,该物质的质点按同一取向排列,由一个核心(晶核)生长而成的晶体就是单晶。 单晶体有大有小,小到一个晶胞、一个晶粒,大到几百千克。之所以把他称为单晶体是因 为组成的物质是相同的,组成它的所有晶胞的晶向是相同的。因此有的还具有规则的外表面和棱线。 1.2.2 多晶 一个物体包含有多个晶体(晶粒),这些晶体杂乱无章的聚集在一起,具有多种晶向,晶 体之间的原子排列发生了变异,从而产生了界限,称为晶界。从单独一个晶体看,具有单晶体的性 质,但从整个物体看,去没有单晶的性质,各项异性的特征消失,这个物体虽然是晶体,但不具备 周期性和对称性,也不具备同一个晶向,这种物体称为多晶体,它是由大量结晶学方向不相同的晶 体组成的。 因为多晶中各个晶粒的取向不同。在外力的作用下,一些晶粒的滑移面处于有利地位,当 受到较大的切应力时,位错开始滑移。而相邻晶粒处于不利位向,不能开始滑移则变成晶粒中的位 错不能越过晶粒晶界,而是塞秸在晶界附近,这个晶粒的变形便受到约束。所以,多晶的变形要困 难些。单晶的塑性形变相对容易些,在外力的作用下容易沿着解离面剖开。图1-6是单晶硅和多晶 硅的实物图.
单晶硅材料ppt课件
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植,但 对于大 面积烧 伤病人 来讲, 健康皮 肤很有 限,请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
硅材料还具有一些特殊的物理化学性能,如 硅材料熔化时体积缩小,固化是体积增大。硅材 料的硬度大,但脆性大,易破碎;作为脆性材料, 硅材料的抗拉应力远远大于抗剪切应力,在室温 下没有延展性;在热处理温度大于750℃时,硅 材料由脆性材料转变为塑性材料,早外加应力的 作用下,产生滑移位错,形成塑性变形。
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植,但 对于大 面积烧 伤病人 来讲, 健康皮 肤很有 限,请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
单晶硅是硅材料的重要形式,包括区熔单晶 硅和直拉单晶硅。
石英砂(SiO2)
焦炭反应
金属级硅(99%左右)
三 硅氯 烷氢 热硅 分氢 解还 法原
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植,但 对于大 面积烧 伤病人 来讲, 健康皮 肤很有 限,请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
*迁移率是指载流子在单位电场作
用下的平均漂移速度,即载流子 在电场作用下运动速度的量度, 运动的越快,迁移率越大;运动 得慢,迁移率下。
*迁移率和载流子浓度一起决定
4.1 硅的基本性质 4.2 太阳电池用硅材料 4.3 高纯多晶硅的制备 4.4 太阳能级多晶硅的制备 4.5 区熔单晶硅 4.6 直拉单晶硅 4.7 硅晶片加工
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植,但 对于大 面积烧 伤病人 来讲, 健康皮 肤很有 限,请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
每个硅原子外层的4个未配对的电子,分别与 相邻的硅原子的一个未配对的自旋方向相反的 价电子组成共价键,共价键的键角是109°28′, 其结构如图4.2所示。
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这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。有固定熔点, 各向异性。
Intensity/a.u.
◆ :CuAlO2 ▲:CuO ◆ 1200℃
◆ ▲
◆ ▲◆
1190℃
◆
◆ ▲
◆ ▲◆
1180℃
◆
◆ ▲
◆ ▲◆
1170℃
◆
◆ ▲
◆ ▲◆
1160℃
◆
◆◆ ▲ ▲◆
◆ 1150℃ ◆ ▲◆ ▲◆
20 30 40
◆◆◆
◆ ◆◆ ◆ ◆
◆◆ ◆
◆ ◆◆
◆◆
◆ ◆◆ ◆
◆◆
◆ ◆◆ ◆◆ ◆
◆◆ ◆◆
◆ ◆◆
◆◆ ◆
◆◆
◆ ◆◆
◆◆ ◆ ◆ ◆
50 60 70 80
2()
图1.5 食盐的空间点阵结构图
图1.6 不同烧结温度下通过陶瓷 的XRD图谱
紫锂辉石(Kunzite)
常林钻石 重158.786克拉 图1.7 常见的晶体
1.12晶体的几种晶面
同一个格点可以形成方向不同的晶列,每一个晶列定义了 一个方向,称为晶向。
图1.13 立方晶系中的几个晶面及晶向
1.5晶体的熔化和凝固
晶体的分类: 1.离子晶体 2.分子晶体 3.原子晶体 4.金属晶体
图1.14晶体加热或冷却的理想曲线
1.6结晶过程的宏观特征
1.15冷却曲线
1.7晶核的形成
熔体里存在晶胚,晶胚长到一定的尺寸时,形成晶核。 过冷度越大,临界半径越小。非自发成核要容易多了。
1.8二维晶核的形成
一定数量的液体原子同时落在平滑界面上的临近位置,形 成一个具有单原子厚度并有一定宽度的平面原子集团。
1.9晶体的长大
图1.16固液界面模型.
1.10生长界面结构模型
图1.17原子在光滑界面上所有可能的生长位置
1.19凸界面生长模型
1.20其他几种界面模型
第2章直拉单晶炉
图2.1汉虹CZ-2008型直拉单晶炉部件图
图2.2单晶炉的组成部分
图2.3单晶生长的地方
图2.4直拉单晶炉
图2.5籽晶旋转提升机构示意图
图2.6隔离阀
图2.7副炉室升降机构把手
软玉 (Nephrite)
8
非晶体,原子、分子没有周期性排列结构,没有固定熔点, 各向同性。
图1.8 玻璃点阵结构图
1.2单晶与多晶 单晶体是原子排列规律相同,晶格位相一致的晶体。 多晶体是由很多排列方式相同但位向不一致的小晶粒组成。
图1.9 单晶硅
1.3空间点阵和晶胞
图1.10为石墨、金刚石空间点阵
晶体生长过程中固液界面梯度变化情况
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
空间点阵,成晶体的粒子(原子、离子或分子)在三维空 间中形成有规律的某种对称排列,如果我们用点来代表组 成晶体的粒子,这些点的空间排列就称为空间点阵。点阵 中的各个点,称为阵点。
图1.11 金刚石晶胞
1.4晶面和晶向 晶面(Faces),即在晶体学中,通过晶体中原子中心的平 面。晶面实质上就是晶格的最外层面网。
2016 直拉单晶硅工艺技术
系别:光伏材料绪论源自图1.1单晶硅的应用领域几种单晶硅的制备方法
直拉法又称为切克劳斯基法,简称CZ法。CZ法的特点是在一 个直筒型的热系统汇总,用石墨电阻加热,将装在高纯度石英 坩埚中的多晶体熔化,然后将籽晶插入熔体表面进行熔接,同 时转动籽晶,再反转坩埚,籽晶缓慢向上提升,经过引晶、放 大、转肩、等径生长、收尾等过程。
外延法,它是指在一块单晶片上再生长一层单晶薄层,这 个薄层在结构上要与原来的晶体(称为基片)相匹配。外延 可分为同质外延和异质外延。像半导体材料的硅片再外延 一层硅是属同质外延;如果在白宝石基片上外延硅,那就 是异质外延了。
第一章 单晶硅的基本知识
1.1晶体与非晶体
图1.4 三相转化示意图
晶体(crystal)是有明确衍射图案的固体,其原子或分 子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子 的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,
图2.8旋转出的副炉室
图2.9坩埚驱动装置
图2.10真空系统及氩气充气系统
图2.11水冷系统
图2.12触摸式屏幕显示器
图2.13欧陆表面板图
第三章直拉单晶炉的热系统及热场
石墨热系统
石墨加热器
石墨加热器和石墨托碗
温度梯度
加热器温度分布
晶体的纵向温度
各种不同温度梯度及晶体生长情况
图1.2 直拉法装置示意图
区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区,再熔接单晶籽晶。 调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动,通过整根棒料,生长成一 根单晶,晶向与籽晶的相同。区熔生长技术的基本特点是样品的熔化 部分是完全由固体部分支撑的,不需要坩埚。
图1.3 区熔法装置示意图
气相生长法,一般可用升华、化学气相输运等过程来生长 晶体。