拉晶教程
拉晶工艺及操作规程
在进行以上清理时，必要时可以使用细砂纸打磨（石墨器件 除外）。凡是用砂纸打磨过的地方，最后必须用酒精擦拭干 净，损坏严重的石墨件要及时更换。
• 检查石英坩埚无问题（破损、裂纹、气泡、黑点、色泽）后，将 坩埚放入三瓣石墨埚内，尽量装水平。装坩埚时要防止将坩埚外 壁的石英渣子带入埚内。
• 装完坩埚，须另换装料用的手套后，才能开始装料，佩戴一次性 手套后，不允许接触原料以外的东西，否则更换手套。在装料过 程中应检查硅料中是否有夹杂异物，表面是否被氧化，有无水迹 等。
将热偶锥取光孔与保温筒上预留口对正。
除上、下保温盖、导流筒以外的所有石墨件安装完毕后，互相对 中（偏差在2mm之内）。埚位对平口后，检查埚位是否为“0”。 若不是，设定埚位值为“0”，设定好后如无特殊情况，任何时候 不允许随意设定、更改埚位。 给定埚转2rpm，检查平口、埚转 动是否平稳、是否晃动，要求埚摆动在2mm范围内。往回装石 墨件时，进行如下检查，并调整正常。
• 在拆清炉过程中必须穿戴好劳保防护用品
（换工作服，戴好口罩、手套），认真阅 读拉晶记录，了解上炉设备运转情况。
可编辑课件
取出晶体
• 在连续生产的情况下，确定停加热5小时后，才能拆
炉；拆炉时充气到正压后，打开副室门，快速提升晶 体。如果晶体完全提升到副炉筒内，则闭合翻板阀, 升起副炉筒，用托盘防护后，将副炉筒转出；如果晶 体不能完全提升到副炉筒内，则需在喉口垫厚木板加 以防护，然后才能升起副室及炉盖，连晶体一起转出 ；转出时注意推动的速度要均匀，以防止晶体撞到炉 体。
拉晶工艺流程
直拉单晶操作规程拉晶工艺流程包括拆炉清炉清理石墨件装炉抽空熔硅料引晶放肩转肩投自动等径收尾停炉1.拆炉:准备好不锈钢推车，（车面保持干净）专用擦试布，无水乙醇及相应的工具。
先拧开副室门螺丝,打开副室氩气阀门充气,待真空表压力到零位置时,炉内外气压平衡,开启副室门,把晶棒升至副室内, 升起副室炉筒,转副室炉筒时必须把托盘移至副室以下,防止晶棒脱落.然后旋转副室移至取晶框上,稳定晶棒后,快降晶体至取晶框内.待晶棒与接晶框落稳后，然后带手套抓住细颈稍带点力向下攥,用钳子把细颈剪断,再慢慢松细颈，直至钢丝绳搞正完全消失（防止钢丝绳转圈导致钢丝绳开叉），查看一下钢丝绳是否完好，如开叉或断股要剪掉一段，必要时需更换新钢丝绳。
检查重锤表面是否有氧化层，如有，必须用细砂纸打磨干净，然后带好专用手套取出导流筒,保温盖,三瓣埚,石墨托盘,托杆,送至清石墨件房,待自然冷却后进行清理,特别注意托杆上有无硅点情况,(防止没有清理干净,与托杆护套摩擦在拉晶过程中液面抖动.)2.清炉与清石墨件:清理炉子的副室炉筒,小副室,炉盖,炉筒,用长纤维纸,酒精把以上部位全部擦拭干净,做到长纤维纸擦拭过后无污迹。
每炉必清排气口,以免造成排气口堵塞,挥发物过多;用吸尘器吸干净保温罩与加热器上下的挥发物,吸净碳毡上的毡毛。
需保证在晶体的生长过程中尽量避免不起毛，无挥发物等杂质进入料中。
清理石墨件的时候必须注意观察石墨埚的厚度，能不能达到要求，是否有裂纹等。
把石墨件上的挥发物与一些杂质清理干净。
若石墨件上溅有硅料，应用什锦挫或细沙布打磨除去，必要时用砂轮机打磨。
注意：清理石墨件的时候必须注意轻拿轻放，防止造成内裂！3.装炉：安装石墨件时各部位应相互吻合牢固，发现异常及时进行修正，打开埚转，观察石墨埚转动是否平稳，四周与加热器的间距是否匀称，检查取光孔是否对准，检查与钢丝绳软轴是否有异常。
装炉应按其程序规范操作：原料准备检查石英坩埚打开原料袋去掉外层塑料袋，然后准备装炉。
拉晶工艺流程
直拉单晶操作规程拉晶工艺流程包括拆炉清炉清理石墨件装炉抽空熔硅料引晶放肩转肩投自动等径收尾停炉1.拆炉:准备好不锈钢推车，（车面保持干净）专用擦试布，无水乙醇及相应的工具。
先拧开副室门螺丝,打开副室氩气阀门充气,待真空表压力到零位置时,炉内外气压平衡,开启副室门,把晶棒升至副室内, 升起副室炉筒,转副室炉筒时必须把托盘移至副室以下,防止晶棒脱落.然后旋转副室移至取晶框上,稳定晶棒后,快降晶体至取晶框内.待晶棒与接晶框落稳后，然后带手套抓住细颈稍带点力向下攥,用钳子把细颈剪断,再慢慢松细颈，直至钢丝绳搞正完全消失（防止钢丝绳转圈导致钢丝绳开叉），查看一下钢丝绳是否完好，如开叉或断股要剪掉一段，必要时需更换新钢丝绳。
检查重锤表面是否有氧化层，如有，必须用细砂纸打磨干净，然后带好专用手套取出导流筒,保温盖,三瓣埚,石墨托盘,托杆,送至清石墨件房,待自然冷却后进行清理,特别注意托杆上有无硅点情况,(防止没有清理干净,与托杆护套摩擦在拉晶过程中液面抖动.)2.清炉与清石墨件:清理炉子的副室炉筒,小副室,炉盖,炉筒,用长纤维纸,酒精把以上部位全部擦拭干净,做到长纤维纸擦拭过后无污迹。
每炉必清排气口,以免造成排气口堵塞,挥发物过多;用吸尘器吸干净保温罩与加热器上下的挥发物,吸净碳毡上的毡毛。
需保证在晶体的生长过程中尽量避免不起毛，无挥发物等杂质进入料中。
清理石墨件的时候必须注意观察石墨埚的厚度，能不能达到要求，是否有裂纹等。
把石墨件上的挥发物与一些杂质清理干净。
若石墨件上溅有硅料，应用什锦挫或细沙布打磨除去，必要时用砂轮机打磨。
注意：清理石墨件的时候必须注意轻拿轻放，防止造成内裂！3.装炉：安装石墨件时各部位应相互吻合牢固，发现异常及时进行修正，打开埚转，观察石墨埚转动是否平稳，四周与加热器的间距是否匀称，检查取光孔是否对准，检查与钢丝绳软轴是否有异常。
装炉应按其程序规范操作：原料准备检查石英坩埚打开原料袋去掉外层塑料袋，然后准备装炉。
拉晶工艺流程
直拉单晶操作规程拉晶工艺流程包括拆炉清炉清理石墨件装炉抽空冲氩气熔硅料引晶放肩转肩投自动等径收尾停炉1.拆炉:先拧开副室门螺丝,打开副室氩气阀门充气,待真空表压力到零位置时,炉内外气压平衡,开启副门,把晶棒升至副室内, 升起炉筒,转炉筒时必须把托盘移至副室以下,防止晶棒脱落.然后旋转副室移至取晶框上,稳定晶棒后,快降晶体至取晶框内.然后带手套抓住细径,用钳子把细径剪断,(防止钢丝绳转圈后松开.)然后取出导流筒,保温盖,三瓣埚,石墨托盘,托杆,送至清石墨件房,待自然冷却后进行清理,特别注意托杆上有无硅点情况,(防止没有清理干净,与托杆护套摩擦在拉晶过程中液面抖动.)2.清炉与清石墨件:清理炉子的副室炉筒,小副室,炉盖,炉筒,用长纤维纸,酒精把以上部位全部探擦拭干净,做到长纤维纸擦拭过后无污迹,清排气口,以免造成排气口堵塞,挥发物过多;用吸尘器吸干净保温罩与加热器上下的挥发物,吸净碳毡上的毡毛。
需保证在晶体的生长过程中尽量避免不起毛，无挥发物等杂质进入料中。
清理石墨件的时候必须注意观察石墨埚的厚度，能不能达到要求，是否有裂纹等。
把石墨件上的挥发物与一些杂质清理干净。
注意：清理石墨件的时候必须注意轻拿轻放，防止造成内裂！3.装炉：炉前人员必须检查核对所装炉的原料与母合金，是否准确无误。
检查石英埚，保证无大量气泡群，无损伤，内表面无黑点。
把石墨件按次序装入炉内，穿好防尘服，戴好防尘帽，戴上棉手套与一次性手套，把坩埚装入石墨埚内，给上埚转，观察坩埚是否水平，保证水平的情况下才能装炉。
装料时必须轻拿轻放，先在底部平铺一些小硅料，然后把一些大块的料轻放在中间，在把一些小料放在大块料的中间，填大料缝隙。
避免小料与坩埚接触面积过大，这样容易造成料粘埚边上导致石英埚变形。
把硅料装好后，在把导流筒用长纤维纸与酒精擦拭一边。
给上埚转后把埚降至化料埚位。
然后装入导流筒，避免与硅料的接触。
检查无误后，擦净主炉室，副炉室，小副室的密封圈面，然后合上炉盖与副室，稳定籽晶后关上副室门。
拉晶的基本流程
1.原料准备。
首先需要准备高纯度的硅原料，这通常通过电解还
原法、气相法或溶胶凝胶法等方法制备。
在准备硅片的过程中，会对其进行清洗和抛光，以去除表面的杂质和缺陷。
2.晶体生长。
在单晶炉中，晶体生长是核心环节。
这个过程包括
将硅片加热到约1400°C的高温下使其融化形成熔体，然后加入晶种，使晶体从晶种上长出。
生长过程中需要控制熔体的温度、降温速度、生长速度和方向等参数。
3.晶棒修剪。
晶体生长结束后，需要对晶体进行修剪，即将晶体根
据要求切割成晶棒。
这一步通常使用金刚石线锯进行。
4.炉子保养。
长时间使用后，单晶炉需要进行定期的保养，包括炉
外清洗、炉体内部清洁、检查零部件的磨损情况和机械部件的运转情况等。
1
5.晶体修整和测试。
晶体修整是在晶体的外部去除不平整、不光滑
和不符合规格要求的部分，可以采用化学机械抛光(CMP)和机械抛光等方法。
晶体完成后，还需要对晶体的性能进行测试，包括抗力、电子流、电和光学性能、应变、发光度等。
拉晶工艺及操作规程
二、具体操作规程
1.拆、清炉
• 拆清炉的目的是为了取出晶体，清除炉膛
内的挥发物及杂质，清除石墨件上的附着 物、石英碎片等杂质。 • 在拆清炉过程中必须穿戴好劳保防护用品 （换工作服，戴好口罩、手套），认真阅 读拉晶记录，了解上炉设备运转情况。
取出晶体
• 在连续生产的情况下，确定停加热5小时后，才能拆
中下部的料可以装得紧凑些并且贴近埚壁，但应该是自然堆砌， 而不是硬挤。上部的料块，仍可轻轻靠在埚壁上，但应该注意四 点： a)减少料块与埚边的接触面积，以防止挂边； b)在料块的相对位置方面，要预估料块在垮料后，是否会架桥，然 后进行相应的调整； c)装最上面部分时，小块的料不要靠在埚壁上(挂上后难以被烤下); d)不论是上、中、下哪个部位，料块尖锐部位不能直接对着坩埚壁 ; 装完料后，用洗尘器吸干净石英埚、石墨埚、加热器上沿，顶层 炭毡上的料渣，给定埚转2rpm，检查埚转动是否平、是否晃动， 要求埚摆动在2mm范围内，快速降坩埚到化料位置，注意不要 超过下限即最低埚位（此处指热场装配时确定的安全下限，每套 热系统刚使用时都要确定最低埚位，并明确标记在此炉记录本上。 确定最低埚位的方法：在装炉过程中，对好平口后，取出三瓣石 墨坩埚，降埚位直到埚托距离石墨电极20mm距离时的埚位 值。），防止造门，快速提升晶 体。如果晶体完全提升到副炉筒内，则闭合翻板阀, 升起副炉筒，用托盘防护后，将副炉筒转出；如果晶 体不能完全提升到副炉筒内，则需在喉口垫厚木板加 以防护，然后才能升起副室及炉盖，连晶体一起转出； 转出时注意推动的速度要均匀，以防止晶体撞到炉 体。 摆放好取晶框后，快速降下晶体，严禁使晶体接触到 取晶框（会导致上轴钢丝绳因跳槽而损坏），剪断细 颈后逐步释放重锤，控制好重锤的旋转和晃动，防止 钢丝绳跳槽或籽晶磕碰损伤，此过程中注意个人安全 防护。将取出的晶棒放置到规定地方冷却。
拉晶工艺及操作规程
拉晶工艺及操作规程一、拉晶工艺概述拉晶工艺是一种通过机械力和热力将晶体材料进行拉伸，使其形成具有特定形状和尺寸的晶体产品。
拉晶工艺广泛应用于半导体行业，用于制备各种电子元器件的晶体材料，如硅晶片、蓝宝石晶片等。
本文将介绍一般的拉晶工艺及操作规程。
二、拉晶工艺步骤1.材料准备：准备好待拉伸的晶体材料，并保证其表面平整、无杂质。
2.模具设计与制备：根据产品的形状和尺寸要求，设计并制备合适的模具。
3.熔炉预热：将晶体材料放入预热炉中，将温度逐渐升高到合适的拉晶温度。
4.拉晶操作：将预热好的晶体材料放入模具中，通过拉伸装置施加机械力，同时利用加热装置对晶体材料进行加热，使其变得可塑性，然后通过拉伸装置进行拉伸，直至达到要求的形状和尺寸。
5.冷却固化：将拉制好的晶体产品放入冷却装置中进行冷却，使其固化和稳定形状。
6.产品处理：对拉晶产品进行去毛刺、抛光和清洗等处理，使其表面光滑、无毛刺。
三、拉晶操作规程1.安全措施：在操作前，要确保操作人员熟悉和掌握操作规程，佩戴好必要的个人防护用品，如防护眼镜、手套等。
确保操作场所通风良好，避免发生意外。
2.设备检查：操作前要对拉晶设备进行检查，确保设备正常运行，并进行必要的维护和保养。
3.温度控制：在拉晶过程中，要根据晶体材料的特性和产品要求，严格控制加热和冷却装置的温度，以避免过热或过冷导致晶体材料的损坏。
4.机械力控制：拉晶过程中，要根据产品的形状和尺寸要求，合理设置拉伸装置的机械力，避免过高或过低的拉力导致晶体材料的破损或形状失控。
5.模具使用：使用合适的模具，并确保模具表面光滑和清洁，以避免模具对晶体材料造成划伤或损坏。
6.操作记录：进行拉晶操作时，要及时记录操作参数和过程，以备后续分析和参考。
四、安全注意事项1.拉晶过程中产生高温，请避免操作人员直接接触加热和冷却装置，以免烫伤。
2.拉晶设备涉及高压和高温，需要由专业人员操作和维护，禁止未经培训和授权的人员接近和操作设备。
直拉单晶操作规程
直拉单晶操作规程操作规程一、拆炉1: 准备确认停炉冷却时间达5h，准备好钳子及取晶筐，向炉内充Ar气，确认炉内为常压时，副室门打开，关闭Ar 流量计启动液压，升起副室筒，稳住晶体轻推左旋副室，晶体筐对准副室筒口，按下晶快降速按钮。
将晶体安全降入筐内，手扶籽晶夹头，用钳子将细颈处剪断，手扶夹头，待钢丝绳拧力全部消失后取籽晶，重锤升进副室内启动液压升起炉盖。
左旋至副室筒下。
2: 炉子清扫2—1戴好工作帽，口罩及专用手套，准备好酒精,吸尘器，无尘纸及放石墨件的不锈钢车。
2—2 依次取出导流筒及上保温盖，先取掉热偶升起主炉室向右旋出，取出上保温筒石英坩锅及埚底料，并放入到不锈钢桶内到指定的地方，锅底料应写清炉号及炉次。
注意：1：石墨件不能用手接触。
2：小心锋利的石英锅碎片和锅底料扎伤手指。
3：石英碎片和锅底料渣不要掉入轴波纹管及加热器缝隙内。
2—3 每炉必须在取下晶棒后及时清理过滤罐、过滤网， 3炉大清炉，每炉管道。
注意：清理过滤罐和管道，具有自燃的现象不能造成人生事故和将密封圈烧坏的现象，所以拆除的地方必须用酒精擦净密封圈并装好。
保证密封圈的完好。
2—4 戴好一次性手套，采取自上而下的原则，清扫副室筒及炉盖，用专用工具沾上酒精，一圈一圈的仔细擦拭副炉筒。
注意：长棍不要和钢丝绳绕在一起，用纸巾沾上酒精擦炉盖顶上密封圈及翻板阀，密封圈并保证密封较进槽无误。
2—5主炉清扫戴好一次性手套用吸尘器与毛刷先刷净附着在主炉室的挥发物，吸净加热器托盘，炉底。
注意：加热器电极螺丝是否松动，炉底排气孔是否畅通。
用沾有酒精的纸巾把主炉室及密封圈擦拭干净。
2—6石墨件的清扫吸净导流筒，保温罩，三瓣埚，用纸巾沾少量的酒精反复擦拭直至无污物。
2—7石墨件的装炉(1) 埚杆装好后要拧紧螺丝，埚杆要平稳无跳动。
(2) 三瓣埚装入后要平稳2—8检查真空泵油位是否在2/3处2—9检查真空泵油是否干净二、装炉1: 准备戴好口罩，帽子，打开石英埚包装，取出石英埚，对光。
单晶硅拉晶工艺流程
单晶硅拉晶工艺流程
单晶硅拉晶工艺流程包括以下步骤：
1. 制备硅源料：将高纯度硅块粉末通过气相淀积法制备成高纯度多晶硅棒。
2. 准备单晶硅生长炉：单晶硅生长炉是用来在高温高压下使多晶硅棒逐渐形成单晶硅。
3. 装棒：将多晶硅棒放入单晶硅生长炉的炉膛中。
4. 手动操作：在逐渐升高的温度下，慢慢拉长多晶硅棒，使其逐渐变成单晶硅。
5. 加入三氯硅烷：在适当的时间内加入三氯硅烷，将外界控制加热，从而让单晶硅棒变成单晶硅。
6. 冷却：单晶硅棒生长到设定长度后，停止加热并静置一段时间后，使单晶硅慢慢冷却形成。
7. 端部加工：将单晶硅棒的端部进行切割和抛光，以便进行后续的加工和应用。
以上就是单晶硅拉晶工艺流程的几个关键步骤，这个过程要精确控制各个环节，才能生产出高质量的单晶硅产品。
拉晶工艺及操作规程共38页
取晶框（会导致上轴钢丝绳因跳槽而损坏），剪断细 颈后逐步释放重锤，控制好重锤的旋转和晃动，防止 钢丝绳跳槽或籽晶磕碰损伤，此过程中注意个人安全 防护。将取出的晶棒放置到规定地方冷却。
检查钢丝绳、籽晶、取出热系统部件
• 检查钢丝绳是否完好可用，若有变硬、毛刺或其 它损坏情况，则应请维修人员去除老化、损坏部 分，或更换新钢丝绳。
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。
• 戴好高温隔热手套，按顺序取出导流筒、保温盖 冷却；用手或钳子夹住石英埚的上端部分提起取 出，将石英埚整体提出并取出炉内废石英、埚底 料标记后放在指定位置，不要让残骸和碎料掉入 炉内，取出的埚底料不能接触到石墨。然后将三 瓣石墨埚、石墨埚托取出冷却。最后再将主室炉 筒升到最高位，旋转出来（垂直方向上要离开热 系统）固定稳定。必要时，取出保温筒，加热器 以及电极护套炉底部件等。
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。
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。
直拉单晶操作规程
直拉单晶操作规程操作规程一、拆炉1: 准备确认停炉冷却时间达5h，准备好钳子及取晶筐，向炉内充Ar 气，确认炉内为常压时，副室门打开，关闭Ar 流量计启动液压，升起副室筒，稳住晶体轻推左旋副室，晶体筐对准副室筒口，按下晶快降速按钮。
将晶体安全降入筐内，手扶籽晶夹头，用钳子将细颈处剪断，手扶夹头，待钢丝绳拧力全部消失后取籽晶，重锤升进副室内启动液压升起炉盖。
左旋至副室筒下。
2: 炉子清扫2—1戴好工作帽，口罩及专用手套，准备好酒精,吸尘器，无尘纸及放石墨件的不锈钢车。
2—2 依次取出导流筒及上保温盖，先取掉热偶升起主炉室向右旋出，取出上保温筒石英坩锅及埚底料，并放入到不锈钢桶内到指定的地方，锅底料应写清炉号及炉次。
注意：1：石墨件不能用手接触。
2：小心锋利的石英锅碎片和锅底料扎伤手指。
3：石英碎片和锅底料渣不要掉入轴波纹管及加热器缝隙内。
2—3 每炉必须在取下晶棒后及时清理过滤罐、过滤网， 3炉大清炉，每炉管道。
注意：清理过滤罐和管道，具有自燃的现象不能造成人生事故和将密封圈烧坏的现象，所以拆除的地方必须用酒精擦净密封圈并装好。
保证密封圈的完好。
2—4 戴好一次性手套，采取自上而下的原则，清扫副室筒及炉盖，用专用工具沾上酒精，一圈一圈的仔细擦拭副炉筒。
注意：长棍不要和钢丝绳绕在一起，用纸巾沾上酒精擦炉盖顶上密封圈及翻板阀，密封圈并保证密封较进槽无误。
2—5主炉清扫戴好一次性手套用吸尘器与毛刷先刷净附着在主炉室的挥发物，吸净加热器托盘，炉底。
注意：加热器电极螺丝是否松动，炉底排气孔是否畅通。
用沾有酒精的纸巾把主炉室及密封圈擦拭干净。
2—6石墨件的清扫吸净导流筒，保温罩，三瓣埚，用纸巾沾少量的酒精反复擦拭直至无污物。
2—7石墨件的装炉(1) 埚杆装好后要拧紧螺丝，埚杆要平稳无跳动。
(2) 三瓣埚装入后要平稳2—8检查真空泵油位是否在2/3处2—9检查真空泵油是否干净二、装炉1: 准备戴好口罩，帽子，打开石英埚包装，取出石英埚，对光。
拉晶操作流程
拉晶操作流程
拉晶操作流程如下：
1、拆炉：准备好不锈钢推车，专用擦试布，无水乙醇及相应的工具，拧开副室门螺丝，打开副室氩气阀门充气，待真空表压力到零位置时，炉内外气压平衡，开启副室门，把晶棒升至副室内，升起副室炉筒，转副室炉筒时必须把托盘移至副室以下，防止晶棒脱落。
2、清炉：清理石墨件装炉。
3、抽空冲氩气：封炉后将主室真空泵打开运行2~5分钟，打开主室泵球阀，先开1∕3处待真空泵抽至压力为-0.01再完全打开球阀，将真空抽至7pa以下到极限后关闭主室泵球阀进行检漏，要求3分钟泄露不超过1pa。
4、熔硅料：抽空检漏完成后将主室泵球阀打开充副室氩气，将压力维持在1.3×pa，打开加料阀，加多晶硅料。
5、引晶：当硅料熔化后，将籽晶下降接触熔液。
6、放肩、转肩：引晶成功后，将籽晶向上提升一定距离，然后降低功率，使晶棒直径逐渐增大到所需直径。
7、等径生长：在引晶结束后，进入等径生长阶段，此时应适当调节功率和埚位，使晶棒直径维持在±0.3mm范围内。
8、收尾、停炉：当晶棒生长到所需长度后，应逐渐减小功率，使晶棒直径逐渐减小，然后快速将功率调至最小，使晶棒与液面脱离，再关闭加热电源，停炉。
拉晶教程PPT课件
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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
拉晶工艺流程
4.抽空：打开真空泵，缓慢的打开球阀，听抽气时的声音，等炉内压力下降到0.05Pa时再完全打开球阀。
5.冲氩气：在抽空过程中须导入几次氩气，这样使抽空的时间减短。可以带走炉内的湿度。
6.熔硅料：在加热之前必须先充氩气，然后再加热，一档功率为25KW左右，待过半个小时后把功率升至二档50KW左右，再过半个小时后把功率升至三档化硅功率80KW进行化硅（京仪的为85KW）。总共分三次加上。适当的时候给点埚转，让其均匀受热。化料的过程中要注意挂边现象,同时注意塌料时不要撞歪导流筒。化料时，如有杂质漂浮或近期原料不好时，必须将最后一块料提出，然后挥发半小时。整个化料过程中必须注意功率的变化与电流的变化。
3.装炉：安装石墨件时各部位应相互吻合牢固，发现异常及时进行修正，打开埚转，观察石墨埚转动是否平稳，四周与加热器的间距是否匀称，检查取光孔是否对准，检查与钢丝绳软轴是否有异常。装炉应按其程序规范操作：原料准备检查石英坩埚打开原料袋去掉外层塑料袋，然后准备装炉。炉前人员必须检查核对所装炉的原料与母合金，是否准确无误。检查石英埚，保证无大量气泡群，无损伤，内表面无黑点，如有异常，标识清楚，由大班长确认后方可更换。把石墨件按次序装入炉内，穿好防尘服，戴好防尘帽，戴上棉手套与两层一次性手套，用氩气吹一下石英坩埚内壁后装入石墨埚内，再用蘸有少量酒精的纤维纸擦拭干净，给上埚转，观察坩埚是否水平，保证水平的情况下才能装炉。装料时必须轻拿轻放，先在底部平铺一些小硅料，然后把一些大块的料轻放在中间，再把一些小料放在大块料的中间，填大料缝隙。避免小料与坩埚接触面积过大，这样容易造成料粘埚边上导致石英埚变形。把硅料装好后，再把导流筒用蘸有酒精的纤维纸擦拭一遍。给上埚转后把埚降至化料埚位。然后装入导流筒，避免与硅料直接接触。检查无误后安装籽晶，将位置摆正，插好销子，稍用力往下拽，以免籽晶与钼销因未接触而悬空，同时每炉检查钢丝绳是否老化。擦净主炉室，副炉室，小副室的密封圈面，然后合上炉盖与副室，稳定籽晶后关上副室门。
拉晶工艺及操作规程
在进行以上清理时，必要时可以使用细砂纸打磨（石墨器件 除外）。凡是用砂纸打磨过的地方，最后必须用酒精擦拭干 净，损坏严重的石墨件要及时更换。
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”。
• 摆放好取晶框后，快速降下晶体，严禁使晶体接触到
取晶框（会导致上轴钢丝绳因跳槽而损坏），剪断细 颈后逐步释放重锤，控制好重锤的旋转和晃动，防止 钢丝绳跳槽或籽晶磕碰损伤，此过程中注意个人安全 防护。将取出的晶棒放置到规定地方冷却。
检查钢丝绳、籽晶、取出热系统部件
• 检查钢丝绳是否完好可用，若有变硬、毛刺或其 它损坏情况，则应请维修人员去除老化、损坏部 分，或更换新钢丝绳。
• 设定埚转5～9 r/min，晶转值10～12r/min，埚转晶转应分几 次调整到位，禁止调整幅度过大。将籽晶降至导流筒上沿；10 分钟后将籽晶降至距液面10㎜处，预热10分钟，降籽晶使之与 熔硅接触（试引晶）。
• 合适的的引晶温度是籽晶和熔硅接触后出现光圈并慢慢变圆， 并有变大的趋势。若下种后籽晶周围出现白色结晶，而且很长 时间没有出现光圈，说明温度偏低；若下种后马上出现光圈， 光圈抖动，并且越来越小，说明温度过高。然后根据情况调节 温度（SP值），当温度合适开始引晶。打开晶升电源，计长器 清“0”，手动引晶过程中，拉速可以在0～9mm/min之间调整， 最好是让拉速保持在2～6mm/min，直径控制在3～6mm之间。
拉晶流程及注意事项
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1. 单晶籽晶制备，从高纯度材料中制备单晶籽晶，作为晶体的生长基底。
拉晶工基本操作步骤
拉晶工基本操作步骤拉晶工基本操作步骤一)拉晶的基本操作分为13个步骤,如下:1系统启动2清炉3装料4抽空检漏5化料6全熔稳定7引晶缩颈8放肩9转肩10等径11收尾12停炉及热后真空检漏13拆炉二)具体明操作系统启动在系统启动时先通知机修工送电,待通电后打开控制柜电源并通知机修工检查单晶炉冷却水循环系统及氩气是否可以正常使用.打开控制柜电源后检查晶体转动升降和坩埚转动升降是否正常使用以及晶体上升及下降限位,坩埚上升及下降限位是否也调好.检查石墨件和籽晶钢丝绳重锤,钼拉头是否齐全清炉①将炉内石墨件完好的取出②用砂纸和酒精纸将炉底打磨擦试干净③将真空泵抽空管道清理干净④将石墨件用砂纸打磨用究竟纸擦试干净⑤按照取出的顺序反向依次安装注:炉底铜电极和石墨电极及加热器在安装时一定要清理干净避免打火.三)装料①将备好的料检查好后用装料车拖至需安装料的炉前②将托杆螺丝紧好③将炉底用吸尘器吸干净④通知师傅检查石英坩埚及石墨件⑤装料时将母合金先放置在石英坩埚底部⑥将大块料轻轻地放在底部排放整齐，尽量不要有太大的间隙，中块料及小块料用来填补间隙⑦在装到石英坩埚顶部时放下去的料与石英坩埚接触面尽量减少⑧在导流筒放下去后，在导流筒中部将剩余的料装好，注意料在装时不要与导流筒接触⑨全部装好后封炉注：装料时请轻拿轻放，装好后炉筒上口、炉盖上口和副室仓门的橡胶密封皮圈一定要装好，并用酒精纸顺一个方向擦拭干净。
装料时，OCI的多晶必须全部装下，装剩下的料尽可能只剩下一种，装料前检查是否需要换油及是否有配件需要修理四）抽空检漏①封炉后将主室真空泵打开运行2~5分钟，打开主室泵球阀，先开1∕3处待真空泵抽至压力为-0.01再完全打开球阀②将真空抽至7pa以下到极限后关闭主室泵球阀进行检漏，要求3分钟泄露不超过1pa注：在抽空过程中，反复2~3次充氩气再关闭氩气抽空。
如抽不下或泄露过大及时通知机修工修理五）加热化料10pa①抽空检漏完成后将主室泵球阀打开充副室氩气，将压力维持在1.3×3②打开加热器电源，切换到温度控制界面将功率加至30kw，半小时后加至50kw，半小时后加至70kw,半小时后加至90kw（加热后将电流过低报警器和加热器异常报警器打开③在高温后，料化至差不多时将功率降至75kw，如有渣则掉渣，无渣就全部化掉注：加热时如有异常报警，及时找机修工修理。
拉晶工作流程
拉晶工作流程The process of crystal pulling, commonly referred to as "La Jing," is a crucial step in the semiconductor manufacturing industry. It involves the controlled growth of single-crystal silicon ingots, which are the fundamental building blocks for a wide range of electronic devices.拉晶工作流程，即“拉晶”，是半导体制造行业中的关键步骤。
它涉及单晶硅锭的受控生长，这是众多电子设备的基础构件。
The initial stage of the La Jing process begins with the preparation of the crucible and raw materials. The crucible, made of high-purity quartz, is carefully cleaned and inspected to ensure a contaminant-free environment. The raw materials, primarilyhigh-purity polycrystalline silicon, are meticulously measured and loaded into the crucible.拉晶工作的初始阶段从坩埚和原材料的准备开始。
坩埚由高纯度石英制成，需经过仔细清洁和检查，以确保无污染环境。
原材料主要是高纯度的多晶硅，经过精确测量后装入坩埚中。
Once the crucible is loaded, it is placed inside a furnace, where the temperature is gradually raised to melt the silicon. This melting process requires precise temperature control to ensure a uniform and defect-free melt.坩埚装好后，被放入炉内，炉内温度逐渐升高以熔化硅。
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5） 放 肩 a.减慢提拉速度 （0.5mm）
b.降低溶液温度 （140-160）
6） 转 肩 a.接近预定目标直径时，提高 拉速 (提至150mm/h） b.为保持液面的不变，转肩时或转肩 后应开启埚升
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2.2 拉晶工艺过程
图3
拉晶基本流程
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1） 拆 炉 准备拆炉用品：1.耐高温手套 2.酒精（无水乙醇） 3.无尘布 或绸布（可重复使用） 4.台车 5.穿好工作服，戴好口罩等
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8） 收 尾 （防止位错反延） a.逐步缩小晶体的直径直至最后缩小成为一点 · 提高拉速 · 升高温度 b.位错反延的距离大约等于生长界面的直径 c.影响单晶的成品率 9） 冷 却 停止石墨加热器的加热，使单晶冷却，此时单晶 处于急速冷却状态，需调整冷却速度，防止单晶产 生缺陷（内裂，冷却提速60-80mm，后可减至 200mm） 冷却时间 · 单晶直径 · 剩余埚底料
注意事项：1.清理干净（沉积的硅化 物及积硅） 2.检查石墨件的使用情况（裂纹，变形 ，螺丝松动等） 3.安装热场要均匀，对称 4.取光孔要对准
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2） 装料、熔料 a. 石英坩埚的检查及安装（是否有孔 、气泡、黑点、气泡群或划伤等） b. 多晶硅的安装注意点 c. 掺杂 （确认与工艺单上一致） 3） 籽晶与熔硅的熔接 a. 温度的稳定（装料量越大，所需时间越长） b. 籽晶的预热（减少籽晶与熔体的温度差，从而减少籽晶中产生 的热应力） 4） 引晶 a. 排除籽晶中的位错 b. 拉速1-5mm/min 直径3-5mm 长度80-150mm
(2)软件方面
1.在输入工艺数据后，能自动控制 各流程；
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
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
程序块图表如图2所示
图2 单晶直径控制和拉速控制程序模块
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• 2. 区熔法 （FZ法） ：采用高频率线圈从外围来加热溶解多 晶棒，在与籽晶接触后移动线圈的方法制取单晶。
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2. 硅单晶的生长
2.1 硅单晶的生长装置
· 机械部分 · 电气部分
7） 等径生长
a.达到目标直径时，能实现直径的自动控制
b.保持晶体的无位错生长 · 温度梯度（轴向、径向温度梯度不能过大） · 难熔固体颗粒、炉尘（坩埚中的熔体中的SiO挥发后， 在炉膛气氛中冷却混结成的颗粒）、坩埚起皮后的脱落物等 方法：1.调整热场的结构和坩埚在热场中的初始位置，可改变晶体中的温度 梯度 2.调节保护气体的流量、压力，调整气体的流向，可以带走挥发物 SiO和有害杂质CO气体，防止炉尘掉落 c.无位错单晶的判断（111晶向、100晶向）
L
ωs= ωL
Φ2 δs 即 S’ =0.932×
Φ2 ×S Φ’2
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例：测得Φ457mm坩埚的内径为439mm，晶体直径为205mm，当籽晶的提拉速 度为1.6mm/min时，坩埚随动应为多少？ Φ2
解： S’ =0.932×
Φ’2
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直拉单晶硅的生长技术
赵建江 浙江大学硅材料国家重点实验室
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课程的主要内容
1.单晶的制造方法 1. 直拉法 （切克劳斯基法、CZ法）：利用旋转着的籽晶 从坩埚中的溶液提拉制备出单晶的方法
例题2：装入60kg高纯多晶硅，拉制成8～12 Ω· cm 的掺磷单晶硅，需要掺入 6×10-3Ω· cm 的母合金多少克? 解：以头部为11 Ω· cm 计算掺杂较有保证，可查表得对应的目标浓度为 4×1014 ，查母合金6×10-3Ω· cm对应的浓度为 C合金=1.1×1019 W=60000g 4×1014 M = 60000 × = 6.85g 0.35 × 1.1×1019﹣4×1014
2.5 硅晶体的掺杂
目标浓度 投料量 掺杂元素原子量
Cs W M m= Ko d No
分凝系数 硅的密度 阿伏伽德罗常数
投料量
目标浓度
m =W
合金
si
C Ko C
合金
si
C
si
分凝系数
掺杂母合金浓度
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例题1：需要拉制重掺硼单晶硅，装料量为60Kg，目标电阻率为5×10-3Ω· cm, 试计算需要掺入高纯硼多少克？ 解：W=60000g d=2.33g/cm3 Cs=2.01×1019(从表中查出5×10-3Ω· cm对 应的杂质浓度值) M=10.81 （元素周期表 B） No=6.02×1023 Ko=0.8 2.01×1019 M= 0.8 × 2.33 60000 × 6.02×1023 10.81 ≈ 11.614g
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计算如下：
生长出的晶体质量： ωs=1/4 πΦ2 S tδs 式中 S——晶体拉速 t——生长时间 δs——固态Si密度：2.33g/cm3 Φ——晶体直径
补充的液体质量： ωL=1/4 πΦ’2 S’ tδL 式中 S’ ——埚比随动速度 t——生长时间 δL——液态Si密度：2.5g/cm3 Φ’——坩埚内径 S’ = S Φ’2 δ
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谢
谢！
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
停水的主要原因：循环水泵烧坏、缺相或抽不上水 停水的后果：炉壁、炉盖、电极、坩埚轴等水冷部位会迅速升温，水温升 高，变成高压蒸气，会冲破薄弱环节（如塑料水管，窥视孔玻璃等部位， 密封件在高温灼烧下变脆、烧焦，发生漏气，电极、埚轴、炉底等甚至烧 坏，损失非常惨重） 停水的应急措施：开启备用水泵供水，如停电，则立即将应急自来水阀打 开供水
d. 氧浓度 石英坩埚 硅溶液 单晶棒 1% 99%
以氧化硅的形式从融液表面蒸发掉
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e. 碳浓度
构成热场的石墨材料 2.4 再加料工艺 提高单晶的生产效率 硅多晶混入单晶中
再加料的注意事项：
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（1）硬件方面 1.在单晶旋转的同时能上拉 2.软轴驱动部、坩埚移动驱动部 的构造能耐高重量负荷 3.坩埚旋转的同时能够上下移动 4.耐减压、耐高温的构造 5.装置要密封，无漏气等 6.在停电、地震等非常情况有安 全对策功能
图1 单晶生长装置概略图
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2.6 埚升速度的计算方法 保持液面在热场中的位置不变 固液界面稳定——有利于单晶生长
开启埚升——一定的上升速度（埚升随动）
埚升随动速度偏小——液面下降 埚升随动速度偏大——液面上升
合适的埚升随动=
在相同时间内生长出的单 晶质量等于埚升随动补充 的液体质量
a. 晶面 （由籽晶的晶面决定）
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b. 导电型
代表性掺杂物和导电型
P型掺杂 N型掺杂 c. 电阻率 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 As 0.3 Sb 0.026 B（硼） （铝镓铟） P（磷），Sb（锑），As（砷）
205 × 205 × S=0.932 × × 1.6 ≈0.325 （mm/min） 439 × 439
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3. 异常情况及处理方法
a. 挂边或搭桥 原因：1.装料间隙大，增加料的总高度 2.没有装成小山型，坩埚上壁接触硅料较多 3.熔料时，没有及时下降埚位或者下降埚位不够 后果：拉晶过程中会黏附上很多挥发物，时而会掉入埚中，破坏单晶的生长 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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2.3 拉晶条件和单晶特性 单晶生长参数
1.多晶装料量 2.杂质种类（掺杂） 3.杂质掺杂量 4.单晶旋转数 5.坩埚旋转数 6.初始坩埚位置 7.单晶生长导电型号（P型或N型） 2.电阻率 ( ρ ) 3.断面内电阻率变化率 ( Δ ρ ) 4.氧浓度 ( Oi ) 5.碳浓度 ( Cs ) 6.单晶缺陷 ( OSF, MD )