多晶硅铸锭炉操作与生产流程培训教材PPT(31张)

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铸锭培训教材

铸锭培训教材

SIH2CL2
SIHCL3
SICL4氯气
SICL 4
SIH2CL2
SIHCL SICL4 3
再分配反应
SIHCL3
氢化料分离
SIH2CL S2IHCL3
SIH2CL2、SIHCL3 分离提纯
SIH2CL2 再分离反应器
SICL4 SICL4
SIHCL 3SIH2CL2
SICL4 、SIH2CL2、 SIHCL3分离提纯
高纯多晶硅是制备单晶硅和铸造多晶硅的原料,也是半导体和太阳能光伏产业的物质基础。按纯度可分为冶金 级太阳能级和电子级: (1)冶金级硅:即金属硅,呈多晶状态,纯度一般在95%-99%。对于半导体工业而言,杂质含量太多,主要为C、B、 P等非金属杂质和Fe、Al等金属杂质,所以它只能作为冶金工业的添加剂。
多晶硅片生产主要流程
硅料
硅锭
切方
切片
硅片
多晶铸锭工艺流程图
硅料准备
回收料 纯料
坩埚准备
检测
喷砂 酸洗 免洗
清洗
配料
喷涂
烧结
坩 埚 装 料
DSS 炉铸

铸 锭 完 成
回收硅料的表面处理
• 铸锭需要干净的硅料,目前除去硅料表面的杂质主要有两种方法: • 机械方法:打磨、喷砂
首先对硅料进行分类:非常干净的免洗硅料直接送去配料;无黑斑、无机械杂质 的硅料和多晶T2料不需要进行打磨、喷砂,可直接进行清洗;多晶边角料和尾料 等其它有大量杂质、氮化硅或石英嵌入在硅料的表面,对这种硅料应先进行打磨, 将杂质、氮化硅和石英充分去除干净后再去进行喷砂处理;对于表面有少量杂质 的硅料可直接进行喷砂。
• 化学方法:酸洗、清洗。 • 硅料表面氧化、镀膜、刻字、粘胶等难以处理的拿去酸洗。 • 酸洗主要使用HNO3、HF等强酸。 • 喷砂之后的硅料、表面轻微脏污的硅料拿去清洗。先用强碱(KOH等)清洗,再用

多晶硅铸锭炉操作与生产流程(PPT31页)名家精品课件

多晶硅铸锭炉操作与生产流程(PPT31页)名家精品课件
文件名。 在屏幕上还显示进气阀的设定值和实测值,出气阀 的设定值和实测值,炉内压力的设定值和实测值,8 路水流量的实测值,隔热笼的目标位置和实际位置,
瞬时电流、电压、功率、通断百分比,控制方式以 及各自的设定值和实测值等。
自动控制窗口
自动控制窗口主要包含自动运行的一些功能。操作 者可以选择正常启动或定时启动来开始一次自动加 工。 只要按下自动运行按钮,系统就会开始自动运行; 自动运行开始运行时,旁边会出现一个绿色圆图标,
度设定等。此窗口还包含隔热笼操作、下炉体运行 控制、慢速抽真空、维护操作等子窗口。
趋势图窗口
趋势图界面显示5个小时内8个变量的实时变化趋势 ,可以查看功率、3个热电偶的温度、炉腔压力、隔
热笼位置、高温计和报警。该趋势图分为实时趋势 和历史趋势2个部分。
硅锭生产流程
生产流程图:
坩埚喷涂
坩埚烘烤
检验

3、2021/8/20Aug-2120-Aug-21
昨天是张退票的支票20-Aug-212:36:20 AM02:36

4、
2021 /8/202 021/8/2 02021/ 8/20Fri day, August 20, 2021
• •
积极人格的完善是本,财富的确立是末21.8.20 5、
。20 21/8/20 2021/8 /20202 1/8/202 021/8/ 208/20/ 2021
原料进炉
进炉
步骤:
1 小心用专用叉车将装 好硅料的坩埚从小推 车上升起。
2 使用专用叉车将坩埚 放到石墨交换台上。
3 放入交换台时应缓慢下 降。
4 坩埚盒与交换台四周距 离41±2 cm.
监控
步骤: 1 合上炉体,关上夹具。 2 点慢速抽真空按钮,慢

硅片制备--多晶硅铸锭炉和单晶炉幻灯片PPT

硅片制备--多晶硅铸锭炉和单晶炉幻灯片PPT
• 观察窗装在直拉单晶炉膛上,由两层石英玻璃(或厚玻璃)组成,两 层玻璃中间通水,它是观察拉硅单晶过程中各种情况的窗口。
• 热电偶装在直拉单晶炉膛的测温孔上,正对加热器中部。为了使便于 测量和测量灵敏准确,一般通过聚光镜,将光聚集于热电偶堆上。
• 电极装在炉膛底部,它的作用是支撑加热器(石墨)和保温系统(或 通过石墨电极支撑),把强大的电流传给加热器,使加热器产生高温, 熔化多晶硅。电极一般由紫铜制成,两层铜管成环状,内部通水。
• 光学等直径监测器装在炉膛的光学等直径监测孔上,它象照象机,一 组光学镜头对准坩埚中心,硅单晶通过镜头将硅单晶横断面直径的正 面影象反射在毛玻璃屏幕上,屏幕上有一个光敏二极管,影象变化作 用在光敏二极管上,产生电信号,经过放大分压(或分流)处理,控 制提拉或加热功率,保证硅单晶等径生长,通过调节光敏二极管位置 可以控制生长硅单晶的粗细。
• 单晶炉的机械传动部分,包括籽晶轴(上 轴)、坩埚轴和驱动它们上升、下降或旋 转的电机。
• 籽晶轴和坩埚轴的旋转由力矩电机(或直 流电机)分别经过皮带(或齿轮)变速后 带动抱轮使其旋转。
• 籽晶轴和坩埚轴的上升或下降通过通过两 个力矩电机(或直流电机)驱动螺纹旋转 完成。
• 这四个运动各自独立,互不干扰,不同的 是坩埚轴比籽晶轴有更缓慢上升或下降速 度。
硅片制备--多晶硅铸锭炉 和单晶炉幻灯片PPT
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一、 单晶炉
• 目前在所有安装的太阳电池中,超过90%以上的 是晶体硅太阳电池,因此位于产业链前端的硅锭/ 片的生产对整个太阳电池产业有着很重要的作用。

多晶铸锭生产工艺培训

多晶铸锭生产工艺培训
元素 平衡分配系数
浙江昱辉阳光能有有限公司
B 0.8
P 0.35
C 0.07
O 1.25
Fe 8×10-5
Co 8×10-4
Ni 3×10-7
17
杂质元素和微缺陷沿硅锭高度的分布
1
4
2
5
3
1、少子寿命分布 2、金属元素(Fe)分布 3、缺陷密度分布 4、氧分布 5、碳分布
浙江昱辉阳光能有有限公司
18
7
预清洗、脱胶
浙江昱辉阳光能有有限公司
8
硅片清洗
浙江昱辉阳光能有有限公司
9
硅片检验
浙江昱辉阳光能有有限公司
10
一 多晶硅锭的组织结构与结晶炉热场 二 定向凝固时硅中杂质的分凝 三 定向凝固生长方法 四 多晶铸锭作业流程 五 硅锭、硅块性能检测
浙江昱辉阳光能有有限公司
11
一、多晶硅锭的组织结构与结晶炉热场
浙江昱辉阳光能有有限公司
13
5、定向凝固:长晶要求固-液界面处的温度梯度大于0,横向则要求尽可能小的温度梯 度;温度梯度和热流保持在垂直方向上,从而形成定向生长的柱状晶。
图1.1 GT多晶炉热场结构示意图
图1.1 ALD多晶炉热场结构示意图
浙江昱辉阳光能有有限公司
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6、硅结晶的特点:与一般金属不同,硅的不同晶面自由能不相同,表面自由能最低的晶 面会优先生长,特别是由于杂质的存在,晶面吸附杂质改变了表面自由能,所以多晶硅柱 状晶生长方向基本垂直,但常伴有分枝晶。 7、长晶速度:即结晶生长前沿的移动速度,取决于热场的变动,是综合控制晶体生长素 的和质量的最重要工艺数据。降低液相温度梯度可提高晶体生长速度;提高固相温度梯度 可提高晶体生长速度,但温度梯度过大,会使热应力过大,引起位错密度增加,造成内裂 纹。

硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最新课件.ppt

硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最新课件.ppt
硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最 新课件
多晶硅生产过程(LDK)
硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最 新课件
硅片制备多晶单晶炉最 新课件
硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最 新课件
DSS炉
• 系统硬件包括:不锈钢 板,一对侧板,水冷铸 锭炉,供应电源,一个 真空泵系统和一个控制 柜,操作控制盘。
硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最 新课件
• 下图为一个热交换法与布里曼法相结合的结晶炉 示意图。图中,工作台通冷却水,上置一个热开 关,坩埚则位于热开关上。硅料熔融时,热开关 关闭,结晶时打开,将坩埚底部的热量通过工作 台内的冷却水带走,形成温度梯度。
• 同时坩埚工作台缓慢下降,使凝固好的硅锭离开 加热区,维持固液界面有一个比较稳定的温度梯 度,在这个过程中,要求工作台下降非常平稳, 以保证获得平面前沿定向凝固。
硅片制备多晶硅铸锭炉和单晶炉最 新课件
1.3 电磁铸锭法法(EMC或者EMCP法)
• 利用电磁感应的冷坩埚来熔化硅 原料。
• 这种熔化和凝固技术可以在不同 的部位同时进行,节约时间。而 且,熔体和坩埚不直接接触,既 没有坩埚的消耗,又减少了杂质 的污染,特别是氧浓度和金属杂 质大幅降低,另外,该技术还可 以连续浇铸。不仅如此,由于电 磁力对硅熔体搅拌作用,使得掺 杂剂在硅熔体中的分布能更均匀, 是种很有前途的铸造多晶硅技术。
• 内涂SiN的坩埚装入多晶硅料后放在导热性很强的石墨块上(即所谓 的定向固化块或者DS块)。关闭炉子后排气,接通加热器电源融化 硅料数小时以上。坩埚的四个竖直边都围有石墨加热器,DS-Block, 坩埚四周围有隔热层。隔热层的竖直边能上下移动以便露出DS-Block 的边缘,使热量辐射到下腔室的水冷四壁上。水冷却DS-Block后再返 回来冷却坩埚底部,从而使坩埚内的熔融硅周围形成了一个竖直温度 梯度。这个梯度使坩埚内的硅料从底部开始凝固,从熔体底部向顶部 开始长晶。当所有的硅料都凝固后,在程序的控制下,硅锭需要经过 退火,冷却处理以免破裂且能将(晶格)位移降到最小限度 。

多晶硅的生产工艺图及车间工艺培训21页

多晶硅的生产工艺图及车间工艺培训21页

还原氢化工序工艺讲义第一节工序划分及主要设备一、三氯氢硅还原的工序划分单元号工序名称T1100/T1101三氯氢硅(TCS)蒸发T1200/T1201四氯化硅(STC)蒸发T100/T101还原T200/T201氢化T300硅芯拉制T400硅芯腐蚀T500破碎、分级T600超纯水制取T700实验室(分析检测中心)T800/801钟罩清洗T900冷却水循环系统T1000HF洗涤二、主要原辅材料及质量要求物质纯度原料三氯氢硅TCS≥99%(B≤0.1ppb;P≤0.1ppb)四氯化硅STC≥98%氢气H2≥99.999%硅芯Si≥99.999%;电阻率≥50Ω·cm(暂定);Φ5mm ;长2m石墨电极高纯辅料硝酸分析纯氢氟酸优纯级或分析纯洗涤剂氢氧化钠分析纯或化学纯酸洗剂氨基磺酸化学纯超纯水电阻率>18M·Ω三、主要设备设备个数位号三氯氢硅(TCS)蒸发器4T1100AB001/002 T1201AB001/002四氯化硅(STC)蒸发器4T1200AB001/002 T1201AB001/002还原炉及氢化炉的静态混合器2AM100还原炉18T100/T101AC001-009氢化炉9T200AC001-005 T201AC001-004硅芯拉制炉6T300AC001-006区熔炉1T700AC001冷却水及冷却去离子水缓冲罐4T900/T901AB001-002全自动硅块腐蚀清洗机1T400HF洗涤塔1T1000AK001A/B第二节 三氯氢硅氢还原工艺一、还原工艺描述图1 三氯氢硅氢还原工艺流程简图经提纯的三氯氢硅原料,按还原工艺条件的要求,经管道连续加入蒸发器中。

向蒸发器夹套通入蒸汽使三氯氢硅鼓泡蒸发并达到10bar ,三氯氢硅的汽体和一路一定压力的高纯氢气(包括干法分离工序返回的循环氢气)在混合器AM100中以1:3的比例混合,经三层套管换热器加热后经进气管喷头喷入还原炉内。

2023年铸锭车间SOP培训教材

2023年铸锭车间SOP培训教材
TEAM
铸锭车间SOP培训
SOP training for ingot casting workshop
REPORT-Grey
2023/8/28 星期一
安全操作规程 设备操作流程 质量管理要点 生产流程控制 异常情况处理
目录
01
安全操作规程
Safety operating procedures
铸锭车间入场检查
2.清洗锤头:浸泡、刷洗、全面清洁
清洗步骤:将锤头放置在清洗槽中,使用适量的清洁剂浸泡锤头。使用合适的刷子或软布蘸取清洁剂在锤头表面轻轻刷洗。确保彻底清洗锤头的每个部分,包括头部、柄和其他外部附件。
3.冲洗和净化锤头
冲洗和净化:将清洗干净的锤头取出并冲洗干净,确保清洗剂完全清除。将锤头放置在通风良好的区域晾干或使用吹风机吹干以确保彻底干燥。在使用锤头之前,可用消毒液或酒精清洁锤头以达到彻底净化的目的。
原材料检验标准优化生产流程
此外,执行原材料检验标准可以优化生产流程。在原材料的使用过程中,可能会面临原材料级别过多、质量不稳 定等问题,这可能导致生产过程中出现无法预期的偏差。通过充分检验原材料,可以及早发现潜在的问题,并及 时采取措施纠正。这不仅可以加强生产过程的控制,还能降低不必要的成本和资源的浪费,提高生产效率和产品
不良品处理流程
其次,通过与其他相关部门(如质量部门、生产调度部门等)进行沟通,确保对不良品原因的全面了解和准确判断。 在不良品原因确定后,应及时采取针对性的纠正措施,以防止类似问题再次发生。
接下来,对不良品进行分类,并按照公司内部的不良品管理制度进行处置。这可能包括退换、修复、报废等不同处 理方式,具体根据不良品的性质和影响程度来决定。
设备维护
1. 定期检查设备:根据设备厂家的要求和操作手册,制 定定期检查计划,包括设备的润滑、清洁、紧固螺丝、 换油等维护工作。通过定期检查,可以及时发现设备存 在的问题,减少故障发生的可能性。 2. 故障排除与维修:在设备运行过程中,如出现异常现 象或故障,需要及时进行排查,找出问题所在并采取相 应措施进行修复。为了避免瞎猜测或犯错,操作人员应 该按照规定的维修步骤和操作方法进行处理,确保设备 在最短时间内恢复正常运行。 3. 预防性维护:除了定期检查和故障维修外,还应实施 预防性维护措施,以延长设备的使用寿命和提高设备的 可靠性。例如,定期更换易损件、进行设备调整和校准、 定期清洗设备内部等。预防性维护可以减少设备故障率, 保证设备的稳定运行。 4. 设备记录与报告:操作人员需要及时记录设备的维护 情况、故障处理情况和维修记录等。这样可以方便后续

京运通多晶铸锭炉培训教材

京运通多晶铸锭炉培训教材

5. 炉子在上升下降腔室时,严禁用手扶碰下腔室,防止在下降 炉子在上升下降腔室时,严禁用手扶碰下腔室, 过程中腔室摆动,影响丝杠性能,以及对人危险。 过程中腔室摆动,影响丝杠性能,以及对人危险 6 .当硅锭从炉子内拿出时应戴防护眼睛,防止在急冷情况下,石 当硅锭从炉子内拿出时应戴防护眼睛, 当硅锭从炉子内拿出时应戴防护眼睛 防止在急冷情况下, 英碎片会飞溅入人的眼睛。 英碎片会飞溅入人的眼睛括机架、炉 热场系统、 室、热场系统、真空和 气路系统、水冷系统。 气路系统、水冷系统。
1. 机架 机架支撑了炉 体的全部重量。它 的三根圆形的柱子 分别分布在一个等 边三角形的三个顶 点上,三根柱子由 三 根 梁 连 接 在一起 , 梁上布有加强筋, 跟炉室一起组成一 个稳定结构。
2 . 安全保护规定 1)在工作时,维修人员必须穿戴维修专用服装,穿上绝缘性比较好 的橡胶鞋,以防与大地导通 2)在周围有通电导线的场所或者有高压设备的地方工作时,你的一 只手必须插在口袋里。 3)维修人员禁止佩戴一些饰品,特别是那些金属饰品,以防意外接 触电路和接通导体电流。 4)不能想当然的做一些没有根据事实的操作,任何事情都必须在有 依据的情况下进行操作,当问题 无法解决时,应向相关技术人员咨 询怎样处理。 5)断开设备保护时 ,相关人员都应明白为何断开,明白其原因和 断开后的后果。 6)炉子装有防爆装置,在炉子的顶部和侧面都有相应减压防爆装置。
8 . 安装坩埚护板螺母应用相同的力,旋紧时往回旋半圈。使之达 到平衡,防止在加热期间出现力的不平衡,导致坩埚裂掉且护板 与坩埚之间留有一定的空隙。 9 . 断水保护 该报警分两级,水流不足为黄色报警(报警值),断水为红色报 警(临界值)。出现断水情况,立刻检查断水原因,采取措施, 如果是冷却水源出问题,应采取备用措施,确保冷却水的正常运 行。

精功铸锭炉培训PPT课件

精功铸锭炉培训PPT课件
下炉体内,用三根石墨柱支撑一个散热交换台,用 于放置坩埚及均匀坩埚底部温度。
1.4、真空与供气系统
真空系统是由罗茨泵、机械滑阀抽气泵、安全阀及 其他管路等附件组成。罗茨泵与滑阀泵同时工作可 以使炉内压力迅速降至 0.06mbar。当工作压力需 维持在 400~600mbar 时,由机械滑阀抽气泵作 用。氩气注入量由质流控制器控制,抽气量是由连 接真空泵的比例调节阀控制。 空气压力挡板阀用于 关闭氩气进气系统及使炉体与真空系统分开。
3 维护与保养
(一)各主要部件安装维护要点参考 1)隔热笼体
隔热笼体主要由炭纤维保温板拼装组成,炭纤维材料 质脆,易剥落形成粉尘,不慎与皮肤接触,会引起搔痒, 吸入会影响身体健康,故请在安装、更换过程中穿戴好防 护用品。安装过程必须由 2 人同时协作完成,安装时确保 隔热笼体不会出现较大晃动。 安装时请注意每块板的叠 放位置以及叠放顺序。严禁强力挤压,避免损坏保温板。 如发现隔热侧板安装位置过小,则将上下笼体的连接螺栓 放松后再进行装配。不得使用扳手等工具来拧紧石墨螺栓, 如发现配合过紧,则更换后再进行装配。所有隔热板安装 完成后,拧紧上下笼体连接螺栓,但不能过紧,防止隔热 板被破坏。
精功铸锭炉培训PPT课件
1.1 钢结构部件
钢结构部份分上下两层,中部三支腿支撑炉体以及 驱动装置,外部四立柱支撑整个钢楼面,两侧装有 楼梯(可选) ,钢结构平台上部围有护栏。真空与
供气系统、水冷却系统、电源供应系统、控制柜与 操作面板的大部分管路都悬藏于钢结构平台下面。
1.2 真空炉体
整个真空炉体的中部为圆柱形,上下端呈碟形,分 内外两层,中间夹层通有冷却水。从中部法兰面分 为上下炉体,上炉体由三个支腿支撑固定;下炉体 悬挂于三个螺旋升降器末端,一个直流马达通过可 弯曲的软轴驱动这三个螺旋升降器的丝杠,使下炉 体上下移动。当上下炉体闭合时,法兰面上的密封 圈被紧压,同时合上法兰面外侧的锁紧装置,保证 不漏气。

《铸锭培训教材》PPT课件

《铸锭培训教材》PPT课件
由于在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大,故该方法生产效率高、电耗较低、成本低。 但也有安全性较差、生长速率较低、产量低等缺点。目前采用该方法生产颗粒状多晶硅的公司 主要有:REC、Wacker、Hemlock和MEMC公司等。
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7
单晶体与多晶体

大家知道,固体分为晶体和非晶体,而晶体又可以分为单晶体和多晶体。生活中,我们所
SICL4 、SIH2CL2、 SIHCL3分离提纯
晶 硅 流 程
SICL4

H2
Sபைடு நூலகம்CL4反应器
超纯硅
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6
3、流化床法
该方法是美国联合碳化合物公式早年研发制备多晶硅的工艺技术,它是以SICL4(或SIF4)、 H2、HCL和冶金硅为原料,在高温高压流化床(沸腾床)内生成SIHCL3,将SIHCL3再进一 步歧化加氢反应成SIHCL2,继而生成SIH4气。将制得的SIH4气通入加有小颗粒硅粉的流化床 反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。
用氯和氢合成氯化氢,再用氯化氢和工业硅粉在一定温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,
提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
第 三 代 西 门 子 多 晶 硅 生 产 工 艺 流 程 图
培训ppt
5
❖ 2.硅烷法
硅烷法也叫硅烷热分解法它是以氟硅酸、钠、铝、氢气为主要原辅材料,通过SICL4氢化法、
区域里原子按周期性的规则排列,但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同,因此多晶体 也可以看成是由许多取向不同的小单晶体(又称为晶粒)组成的。
硅原子
晶体
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非晶体
单晶与多晶
8

5[1].铸锭多晶硅的生产

5[1].铸锭多晶硅的生产

5.停炉冷却:把加热功率降低并关闭,让
铸锭硅在炉内自然冷却8~13个小时。方可打 开炉室,取出铸锭硅块,交检验部门进行原 始硅块的初检。 每开一炉的时间(含停炉冷却时间),随 装料量的不等而不同。对装料450公斤的铸锭
硅的生产而言,正常情况下,约需65个小时左
右。
5.3 铸锭硅的外形尺寸
从铸锭炉生产出来的铸锭硅是方形的。装料
Байду номын сангаас
成晶体,并从下往上非常缓慢地长晶,长晶的速度大约为0.2mm/分左右。最后生成一个大晶粒的多晶
铸锭硅来,这个过程大概需要22~27个小时左右。 4.退火处理:坩埚内的液态硅全部结晶成固态后,把炉温控制在稍比熔点低一些,并让硅锭整体 温度保持一致,退火处理3~4个小时,以消除硅锭内部的应力和裂纹,减少位错。
第5节复习题
1、了解铸锭硅生产的简单过程。 2、生产铸锭硅的主要原辅材料有哪些?
3
液体硅
加热器 上炉室 隔热材料
坩埚护板 陶瓷坩埚
热交换台
铸锭硅 下炉室
晶粒的多单晶体的铸锭硅来。见图16。
5.2 铸锭硅的生产过程简介
1.装炉:把铸锭炉室及石墨件清理干净,把 经过氮化硅喷涂及烘烤的方形陶瓷坩埚放置到
石墨底板中间,把多晶硅料和掺杂剂放入到坩
埚中,再用叉车把石墨护板、陶瓷坩埚连同多
图16:铸锭炉室和热场的剖面示意图
1
晶硅料一并装入到铸锭炉中。关闭炉室,给炉室抽真空并通氩气。 2.加热熔化硅料:给炉室内的石墨加热器通电加热。硅的熔点为1416℃,只有在高于此温度的情况 下,硅料才能熔化成液态。从开始加热到硅料全部熔化成液态的时间,一般需要16~21个小时左右。 3.铸锭硅生长:通过缓慢提升隔热系统或缓慢降低坩埚的方法,使下部的液态硅温度降低首先凝固
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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
加热:七个步骤(4-5小时) 熔化:十二个步骤(12-13小时) 结晶:七个步骤(24-25小时) 退火:2 通过工控机设置完成各种工艺参数和预定参数后, 送 达SNAP智能控制器。
3 具体过程:将经过SiN喷涂处理后的坩埚装入硅原料, 并放置在热交换台上。关闭炉体抽真空,然后通过调整 可控制硅的控制单元的变压器输出的低电压高电流,电 流加到石墨加热器,并通过SNAP智能控制器 ,自动温 度控制,加热若干小时以后完全熔化硅料。当硅料完全 熔化后,根据工艺要求,缓慢提升隔热笼位置,暴露出 热交换台,使一部分热量散发到炉壁,通过冷却水把炉 壁热量带走,交换台温度的下降会传到坩埚底部,使硅 溶液形成垂直的温度梯度,此温度梯度会使硅溶液下方 凝固结晶至上方。当所有的硅液都凝固后,硅锭再经过 退火、通入氩气、控制冷却方式等步骤以避免硅锭出现 内应力,以及减少硅锭产生的晶体缺陷(主要是点、线、 面缺陷),从而提高硅锭质量性能。(硅的导电性、可 切割性。)
4 冷却系统
炉体上部进气冷却循环水分八路,F1,F2,F3三组对 应六个电极,F4进气法兰,F5上炉体,F6下炉体上部,F7 下炉体下部,F8真空泵。
炉内的温度通过循环水散出,升温后的水通过外冷却 塔进行冷热交换,并用水泵送回内循环。
5 电源供应与控制系统
电源供应与控制系统主要由电源柜和控制柜组成。
设备的组成和工作原理
设备的组成: 钢结构部件、炉体部件、加热隔热
系统、 真空与供气系统、 冷却系统、 电源供应及控制系统。
1 炉体部件
炉体的组成主要由顶盖、上炉体和下炉体 组成,它们由双层不锈钢焊接形成。层与层 之间留有一定间隙,便于冷却水通过。
2 加热隔热系统
隔热笼在上炉体内,由上下两层不锈钢架组成。 四 周衬有碳纤维隔热材料,主要起保温、隔热作用。
度设定等。此窗口还包含隔热笼操作、下炉体运行 控制、慢速抽真空、维护操作等子窗口。
趋势图窗口
趋势图界面显示5个小时内8个变量的实时变化趋势 ,可以查看功率、3个热电偶的温度、炉腔压力、隔
六个铜电极从炉体上方穿入 ,并提供交流电给石墨电 极 , 电极通过石墨螺栓与加热片(呈四方形)连接。四 角用转接片连接,上部被隔热材料覆盖,周围是隔热笼。
在下炉体内,用三支石墨柱支撑着一个用双层隔热材 料组成的平台,在隔热笼下降时形成一个密闭腔。在此平 台上,悬空支撑着一散热交换台,用于放置坩埚。
3 真空与供气系统
多晶铸锭炉简介与硅锭生产流程
培训内容
►主要用途和特性 ►设备的组成和工作原理 ►结晶炉操作界面 ►硅锭生产流程 ►注意事项
主要用途和特性
1 用途:
JJL-240型多晶铸锭炉将不规则的硅原料,装 炉后重熔,实现稳步定向凝固,生产出高质量,标 准规格的多晶硅硅碇。
2 特性:
在58小时之内生产出275kg的多晶硅硅锭。 在整个结晶过程中,只有一个部件运动 , 简 化设备的操作性和复杂性。
结晶炉操作界面
操作界面的组成
操作界面是有报警、监控、自动控 制、工艺、手动控制、趋势图六大窗 口组成。
报警窗口
最常见的主要报警有: 加热器断开报警、丢失主电源报警、主电源缺项报 警、隔热笼提升故障报警、TC1热电偶故障报警、 高温计不在原点上报警、UPS错误报警、冷却水流 量报警等。
监控窗口
在监控窗口中可以看到系统运行时的状态,包括当 前的模式,步骤,剩余时间以及当前正在使用的工艺
制。
5)检测单元 检测单元包括温度、水流量、隔热笼位置等检测。检测
器件有热电偶,红外测温仪,流量计以及位置反馈编码器 组成。 6)运动单元控制
运动单元控制下炉体的升降运动、隔热区的提升等动作。 7)系统供电单元
系统电源单元包括总电源开关,控制柜内配电保护,以 及UPS等构成。
工作原理
1 多晶硅铸锭炉的工作顺序分:加热, 熔化 , 结晶,退火,冷却,急冷等六个步骤。
2)SNPA智能处理器 是控制系统的下位机单元,是核心单元,完成对温度
的控制,真空度及充入氩气的压力控制,隔热笼的提升控制, 结晶的速度,水流量的检测,并送达上位机。
3)加热器电源系统 包括大容量的降压变压器以及可控硅的控制单元。
4)真空系统控制单元 包括对真空泵的控制,真空度的检测,以及气体流量控
电源柜包括电源开关,功率控制器等。
控制柜系统包括工控机,SNAP智能处理器,加热器的电源 系统,真空系统控制单元,检测单元,运动控制单元,系统 供电单元。
1)工控机 整个控制系统以工控机操作为上位机,上位机完成控制
工艺的设置,控制过程中的监控,各种反馈信息(如:温度、
水流量、隔热区位置等)出现异常报警显示,统计和记录整 个硅结晶过程的各种参量的变化情况并生成图表。
指示当前正在自动运行状态。
工艺窗口
工艺文件在整个系统中具体很重要的意义, 任何一次自动循环都是按照工世文件的设定 进行的,工艺文件的更改可以直接影响生产 出来的硅锭质量。工艺文件总共分四页,操 作者可以按翻页按扭在各页面之间切换。在 一般情况下不建议不懂工艺的人员随便修改 工艺。
手动控制窗口
在手动界面上,允许操作者对各个阀门以及电源接 触器进行操作,更改加热控制方式、功率设定、温
真空系统是由机械泵、罗茨泵、安全阀等其他附件组成, 当炉内压力抽到0.005毫帕时才可以运行。当真空抽到40毫 帕以下时, 罗茨泵自动开始细抽。炉内工作压力需维持600 毫帕时, 是靠机械泵抽气作用。
氩气进入的量是由质流控制器控制,抽气量是由连接 真空泵的比例调节阀调整。空气压力控制阀用于关闭氩气进 气系统及炉体与真空系统分开。
文件名。 在屏幕上还显示进气阀的设定值和实测值,出气阀 的设定值和实测值,炉内压力的设定值和实测值,8 路水流量的实测值,隔热笼的目标位置和实际位置,
瞬时电流、电压、功率、通断百分比,控制方式以 及各自的设定值和实测值等。
自动控制窗口
自动控制窗口主要包含自动运行的一些功能。操作 者可以选择正常启动或定时启动来开始一次自动加 工。 只要按下自动运行按钮,系统就会开始自动运行; 自动运行开始运行时,旁边会出现一个绿色圆图标,
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