硅片生产工艺技术流程1说课讲解

顺大半导体发展有限公司太阳能用

硅单晶片生产技术

目录

一、硅片生产工艺中使用的主要原辅材料

1、拉制单晶用的原辅材料，设备和部件：

2、供硅片生产用的原辅材料，设备和部件：

二、硅片生产工艺技术

1、硅单晶生产部

（1）、腐蚀清洗工序生产工艺技术

对处理后原材料质量要求

（2）、腐蚀清洗生产工艺流程

①多晶硅块料，复拉料和头，尾料处理工艺流程

②边皮料酸碱清洗处理工艺流程

③埚底料酸清洗处理工艺流程

④废片的清洗处理工艺流程

（3）、硅单晶生长工艺技术

（4）、单晶生长中的必备条件和要求

①单晶炉

②配料与掺杂

（5），单晶生长工艺参数选择

（6）、质量目标：

（7）、硅单晶生长工艺流程

2、硅片生产部

（1）、硅片加工生产工艺技术

（2）、硅片加工工艺中的必备条件和要求

①切割机

②切割浆液

（3）、质量目标

（4）、硅片加工工艺技术流程

①开方锭生产工艺流程

②切片生产工艺流程

（5）、硅片尺寸和性能参数检测

前言

江苏顺大半导体发展有限公司座落于美丽的高邮湖畔。公司始创生产太阳能电池用各种尺寸的单晶和多晶硅片。拥有国内先进的拉制单晶设备104台，全自动单晶炉112台。年产量可达到××××吨。拥有大型先进的线切割设备×××台。并且和无锡尚德形成了合作联盟（伙伴），每×可以向尚德提供×××硅单晶片。同时河北晶于2004年，占地面积××××。公司现在有×××名员工，从事澳、南京等光伏组件公司都和顺大形成了长年的合作关系。为了公司的进一步发展，扩大产业链，解决硅单晶的上下游产品的供需关系，2006年在扬州投资多晶硅项目，投资规模达到××亿。工程分两期建设，总规模年产多晶硅6000吨。2008年底首期工程已经正式投入批量生产，年产多晶硅×××吨。

太阳能用硅片生产工艺十分复杂，要通过几十道工序才能完成，只有发挥团队精神才能保证硅片的最终质量。编写该篇壮大资料的目的：首先让大家了解整个硅片生产过程，更重要的是让各生产工序中的每一位操作人员明确自己的职责，更自觉地按操作规程和规范做好本职工作，为顺大半导体发展有限公司的发展，尽自己的一份力量。

一、硅片生产工艺中使用的主要原辅材料和设备

1 、拉制单晶硅生产部

（1）、供单晶生产用的原辅材料质量要求和验收：

1）原料：多晶硅，边皮料，锅底料，复拉料（包括头尾料）以及废硅片料等组成。

拉直太阳能电池硅单晶用的原材料纯度，质量以及决定太阳能电池的性能和转换效率。为此，对多晶硅等原材料来源，纯度，外观形貌和后处理工序中物料洁净处理质量等因应具有严格的要求并制定出相应的厂内标准。

原料，特别是多晶硅进厂时应按下列程序进行验收：产品厂家，产品分析单，包装袋有无破损。

自家公司采用西门子法生产的多晶硅，经实际应用证明，具有比较高的纯度，质量可靠。

边皮料，锅底料，复拉料，头尾料以及废片料等均来自本单晶和硅片各生产工序。进洗料库时，应按如下所列要求进行检查和验收。

表1 对原材料质量要求

·辅助材料：

用于腐蚀清洗硅原料和单晶棒料的化学试剂以及掺杂剂（杂质元素）等质量要求如表2所示：

表 2 化学试剂的质量要求

(2)、供单晶生产需要的主要部件：

·籽晶与籽晶夹头：由两种材料制成。

表3 籽晶与籽晶夹头的材质和尺寸

籽晶在使用前需要经过5；1HF和HNO3混合液轻腐蚀，

清洗，烘干后用塑料袋装好备用。籽晶需要延续用多次时，表面有污物，需要腐蚀时，只能腐蚀籽晶下部，以免改变固定夹头部的尺寸。

·对石墨，碳毡等材料的主要部件：

对石墨，碳毡等材料的质量要求：

石墨和碳毡主要是用作加热，隔热，保温等部件材料。根据部件的用途，对其质量要求也有所不同。

用于制备加热器，反射板，导流筒，坩埚，坩埚轴等部件的石墨材质应具备致密度好，机械强度高，纯度高，灰分少等特点的等静压石墨材料，在工作期间性能稳定。如果材料经高温氯化煅烧,质量就更好了。

用于制备保温筒，保温盖，炉盘等部件应具有纯度比较高和灰分比较少的中粗石墨材料。

·主要部件用石墨材料质量参数：

表4 对石墨材质的要求

加热器：根据单晶炉的炉型，设计了并且目前正在采用和运行的有三种尺寸的全部由高机械强度，纯度比较高的石墨材质加工的：17英寸加热器，拉制6英寸单晶，

18英寸加热器，拉制6英寸单晶，

20英寸加热器，拉制6或8英寸单晶，

主要部件结构如下：

反射板：双层石墨夹碳毡层结构，

导流筒：双层石墨夹碳毡层结构，

坩埚：三瓣结构，

坩埚轴，与金属坩埚轴直径尺寸相同，长度根据要求而定。上述部件全部由高机械强度，纯度比较高，灰分少的石墨材质加工而成的。

·石英坩埚：

石英坩埚直接与多晶硅料接触，并伴随单晶生长过程在高温下经受长时间的烘烤并与硅熔体发生反应和溶解，因此，应具有耐高温，坯料(二氧化硅)纯度高,和外形尺寸标准，无气泡，无黑点等质量特点。根据大装料量单晶生长工艺要求，在石英坩埚内壁还要求涂有均匀的耐高温氧化钡膜。

根据本炉型配置了17，18和20英寸三种标准尺寸的石英坩埚。

验收时特别注意检察：外形尺寸是否标准，是否存在气泡，黑点，破损，边缘损伤等缺陷。

·掺杂剂（杂质元素）和液氩：

用于单晶生长工艺中的化学试剂，掺杂剂（杂质元素）和液氩（Ar）等质量要求如表5所示；