单晶培训

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直拉单晶工培训简明教程

第一节设备认知

一、晶体生长的要求

1.必须保持多晶原料、生产设备、生产环境的高纯卫生；

2.晶体生长是在高温下进行，为避免硅的氧化，必须在真空系统和保护气体（氩）下进行；

3.拉晶过程中必须保持速度和温度的稳定；

二、直拉单晶炉的组成

根据晶体生长的要求，直拉单晶炉主要包括炉体、电气部分、热系统、水冷系统、真空系统、氩气供给装置六部分组成；

1.炉体包括提拉头、副炉室（上炉室）、主炉室、底座等部分；

2. 电气部分包括速度部分、加热部分、真空系统控制、氩气控制、炉筒升降控制等组成；

2.1速度部分包括上轴上下速度（SL）、上轴转速(SR)、下轴上下速度(CL)、下轴转速(CR)四个部分；

2.2正常拉晶时各速度的要求：

SL：方向、大小控制可由触摸屏或引晶小盒控制，两者可以相互转换，注意：在操作人员不在炉前时必须关闭引晶小盒的电源以避免事故的发生！正常拉晶时SL数值大概在1.2—0.6mm/min左右范围内变化；

CL：方向、大小控制由触摸屏控制，正常拉晶时其大小随所SL的变化而按比例变化；CL/SL 俗称埚跟比；埚跟比随所拉制晶体的大小而变化；在实际拉晶过程中要及时的验证埚跟比以确定其正确性、所拉晶体直径的准确性；

SR：俗称晶转，方向及大小由触摸屏面板控制；正常拉晶时SR为10—13r/min;顺时针转动；CR:俗称埚转，方向及大小由触摸屏控制，正常拉晶时CR为8r/min；在引晶、化料时可调整其快慢以尽快将温度调整到合适值；

要求：1.在两个工作日内必须熟练掌握四个速度的控制；

2.会演算拉制6吋（155mm）、8吋晶体所要求的埚跟比各是多少？

3.在3个工作日内必须掌握加热部分、真空系统控制、氩气控制、炉筒升降控制等的操作；

3、热系统

热系统由石墨加热器、保温系统、支持系统、托杆、托碗、导流筒等组成；

第二节拉晶过程

装料

1．装料前的准备.

(1) 确认已完成设备点检项目.

(2) 检查取光孔是否对好.

(3) 准备好一次性手套、线手套、剪刀、口罩、高纯车等辅助用品.

(4) 从物料柜取出多晶原料与料单放在装料小车的一层,检查是否错误.

(5) 带上一次性手套(分析纯对手有伤害),用擦炉纸沾上酒精将高纯装料车擦干净.

(6)将埚位升至上限位.

2. 检查、装石英坩埚.

(1)打开坩埚纸箱包装,带上一次性手套,将坩埚与塑料包装一起放在高纯车上.

(2)打开塑料包装,更换一次性手套,将坩埚对着光源进行检查,看是否可以使用.

注意:有以下特征之一者,不能使用.

①磕碰损伤(位于坩埚上沿的微小碰伤除外).

②裂纹.

③严重划痕.

④直径≥3㎜的气泡和黑点,数量≥1个.(注气泡:夹在坩埚壁内的空洞.黑点:有色杂质点.)

⑤直径＜3㎜的气泡和黑点,数量≥5个.

⑥直径＜3㎜的气泡和黑点,合计数量≥5个.

(3)检查确定能够使用后,将坩埚装入三瓣埚中,要装水平.(20″埚比较重,装时可以两人)

(4)如若发现坩埚异常时及时与班长联系.

3. 取料

3.1多晶原料的取放必须轻拿轻放，严禁野蛮装卸造成包装袋的破损；

3.2生产操作员工打开多晶包装袋时必须遵守以下规定：①在装料小车一层上剪开多晶的外包装（不带高纯手套）；但不允许接触到第二层包装袋②带高纯手套取出多晶原料的二次包装袋并在高纯装料小车上层剪开（进行此项操作时不允许其接触到多晶袋的一次外包装）；

③装多晶料必须带二层手套：尼龙手套和塑料高纯手套；

④穿上装料衣服,带好口罩、手套以后,剪开料袋进行装料.

1、将坩埚升到上限位；检查石英坩埚质量的好坏；将石英坩埚放入石墨埚内；

①坩埚底部选择小块的料(直径≤20㎜)铺放,应尽量铺满坩埚底部.

②坩埚中下部选择较小块的料(直径≤40㎜)装入,多晶料可以装的紧凑并且贴近埚壁,但应该是自然堆砌,而不是硬挤.

③坩埚中部选择大块料(直径≥70㎜)紧靠埚边装,并且保证对称装入.埚中央可以装入中度、较小、小块的料.

④坩埚上部选择中度、较小的料块,除最上一层外,仍可以紧靠埚边装.装最后一层时,可以有意识的选择一些料,让料突出埚沿10-20㎜,但不能搭在埚沿上.应注意以下几点:

ⅰ减少料块与埚边的接触面积,以防止挂边.

ⅱ在料块互相之间的相对位置方面,要估计在料块跨塌时,是否架桥,然后做出相应的调整.

(4)装料过程中应注意的问题:

①装料过程中必须保证料块轻轻的与坩埚接触,避免任何的磕碰.

②装料过程中严禁多晶原料与料袋外表面直接或间接的接触.

③装料过程中发现一次性手套破了,要及时更换.

④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.

⑤注意装料过程中防止把料撒进炉膛内.

⑥如有掺杂,应将掺杂装在石英坩埚的中部.避免提渣时将掺杂提出；

⑦若遇原料直径较小（＜1mm），装料时不可求多将石英埚装的过满，而应使石英坩埚的边沿距埚口保持20mm的距离；以避免加热时使多晶原料膨胀而溢出石英埚造成事故；

4. 装完料将坩埚降至熔料埚位.(18″系统埚位-115,20″系统埚位-103)

5. 坩埚降到指定位置后,脱去装料衣服,带上一次性手套将大盖和导流筒装入炉内.

6. 更换一次性手套,检查导流筒与多晶料之间的距离,能否允许坩埚转动.

7. 检查无误后,带上一次性手套,用酒精擦净炉盖、副室、炉盖与炉筒的密封面、副室与炉盖的密封面及插板阀,然后合上炉盖,关闭插板阀.

8. 降下重锤,检查籽晶是否可以活动,钢丝绳是否有毛刺或是缠松,钢丝绳夹头内的钢丝绳是否有毛刺或是缠松,如有毛刺或是缠松要及时向上返或者进行更换.

9. 检查无误后,合上副室,打开插板阀.

10. 更改计算机中的参数.

(1)更改初始装料量(㎏)的参数为本次的实际投料量.