拉晶教程PPT精选文档

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⑴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⑵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①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1.3×310pa②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。

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。

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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。

拉晶的基础知识1. 什么是拉晶？拉晶是一种通过机械力或化学方法将晶体材料拉长、加工成具有特定形状和尺寸的工艺过程。

拉晶技术广泛应用于半导体、光电子、光纤通信等领域，是现代工业中重要的材料加工方法之一。

2. 拉晶的原理和过程2.1 拉晶的原理拉晶的原理是利用材料的塑性变形性质，在外力的作用下，晶体材料的原子间距发生改变，晶体内部的缺陷和位错得到修复，从而使晶体的形状和尺寸发生变化。

2.2 拉晶的过程拉晶的过程主要包括以下几个步骤：1.材料选择：选择适合拉晶的材料，通常是单晶或多晶材料。

2.材料准备：将原始材料进行切割、打磨和清洗等处理，以便得到适合拉晶的样品。

3.加热处理：将材料加热到适当的温度，使其具有足够的塑性，便于拉伸。

4.拉伸过程：通过机械力或化学方法施加拉伸力，使材料逐渐拉长，直至达到所需形状和尺寸。

5.冷却处理：将拉伸后的材料进行冷却处理，使其保持所需的形状和尺寸。

6.后续处理：根据具体需求，对拉晶材料进行切割、打磨、抛光等后续处理，以得到最终的产品。

3. 拉晶的应用领域拉晶技术在各个领域都有广泛的应用，以下是几个典型的应用领域：3.1 半导体行业在半导体行业中，拉晶技术被用于制备硅晶圆和其他半导体材料。

通过拉晶技术，可以将单晶硅棒拉伸成硅片，用于制造集成电路和太阳能电池等器件。

3.2 光电子领域光电子领域中的光纤、光波导等器件都需要使用拉晶技术。

通过拉晶技术，可以制备出高纯度的光纤和光波导材料，用于信号传输和光学器件的制造。

3.3 材料科学研究在材料科学研究中，拉晶技术被广泛应用于研究各种材料的力学性能和晶体结构。

通过拉晶实验，可以研究材料在不同应变条件下的行为，进一步优化材料的性能。

3.4 其他领域除了上述领域，拉晶技术还可以应用于纺织、金属加工、建筑材料等领域。

例如，在纺织行业中，通过拉晶技术可以制备出高强度、高弹性的纤维材料，用于制作高性能纺织品。

4. 拉晶的发展趋势随着科学技术的不断进步，拉晶技术也在不断发展。

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.操作步骤:在操作界面上点工艺参数,出现初始化界面,把初始装料量(㎏)该为本次的实际投料量.(2)更改坩埚跟踪/投料重量为实际投料重量.操作步骤:在操作界面点坩埚跟踪,出现坩埚跟踪控制环界面,更改投料重量为当前坩埚内的实际投料重量.如果进行了步骤(1)后,采用自动抽真空工艺,此处的投料重量会自动修改和初始化投料重量一致.注意:此参数十分重要,如果设定值和实际值不符,将导致等径时计算机计算的埚跟与实际埚跟不一致.值得注意的是在拉晶时提出一段棒子时,如果用自动隔离程序,则计算机自动计算,不需要手动修改;如用手动隔离,则计算机坩埚内剩料重量,需要手动修改.11.查看计算机内每一步骤的工艺参数是否设置正确.注意:养成每选择自动步骤之前先查看工艺参数是否设置正确的习惯!尤其是涉及到坩埚位置的参数,一定要确定其准确无误.抽空1.检查主真空泵的油位和皮带,一切正常后启动.2.启动主真空泵时,需点动开关两、三次后,在开泵.等待主泵转速均匀后,打开节流阀,待节流阀全开后,打开球阀.不经点动直接开泵会影响泵的寿命. 3.进行抽空/检漏步骤操作步骤:在操作界面点工艺选择,出现自动工艺(返回)界面,在此界面下点抽真空即可.当抽真空步骤完成之后系统将自动进入检漏步骤.两分三十秒会显示泄露率.注意:上述从抽真空完成直接进入检漏是在程序控制里面设置好的.在系统维护界面下的工艺自动步骤里的自动进入检漏工艺前打√.如果没有设置,即没有选择,则抽真空完成之后电脑将会提示我们抽真空完成,这时需要我们在工艺选择界面中,手动切入检漏步骤.其他自动步骤都是如此.4.若泄露过大,可用手动充几次氩气后在进入工艺选择界面选择检漏,进行自动检漏.5.抽空注意的问题:(1)要检查球阀是否全开.电磁阀是否吸合.(2)根据炉内所装料的情况选择是自动抽空还是手动抽空.(沫子料一定要采用手动抽空,因为自动抽空氩气流量太大,避免料被氩气吹入炉膛.)熔料1.检漏合格后,就可以在操作界面上点工艺选择,出现自动工艺(返回)界面,在此界面下点压力化,此时系统压力控制环将进入闭环,电脑会把炉内压力控制在我们设定的压力数值上.压力化完成以后,点工艺选择,出现自动工艺(返回)界面,点熔料后,手动打开加热器开关,电脑将进行自动熔料.2.熔料过程中的注意事项:(1)由于每次熔料情况都不相同,使得埚位参数不好设置,只能采用手动升埚位.(2)一旦跨料之后,应该马上将坩埚升上来.以后随着料的逐渐跨下,应逐渐升高埚位.如果不及时将坩埚升上来,料块主体部分处于低温区,会增加化料时间,也增加了坩埚与硅液的反应时间,不利于坩埚的保护.而且,坩埚长期处于低温区,增加了漏硅的机率.上升的时候要注意,要在料与导流通之间留够安全距离.(3)整个熔料过程,都要有防范漏料的意识.因此,熔料过程中操作人员不能长时间离开炉台,要随时观察炉内情况,及时处理好挂边、搭桥、漏硅以及其他事故.为了防范漏料,在平时就应该积累以下经验:高温多少时间会第一次跨料,这时的液面高度在什么位置.判断漏料的迹象,除了出现熔料时间、溶液的高度位置外,还可以从加热电流是否稳定,波纹管的温度是否升高来判断.因为漏料回造成短路打火.3.熔料过程中出现挂边的处理(1)应该在干果中心的料没有化完之前,就将挂边处理掉.因此,当料全部跨下时,就要观察有无挂边的可能.如果有应将过为降到较低的位置,使挂边处于高温区进行烘烤.(2)如果所有料都化完了,仍有较大块的挂边,这时即使有跳料的危险,也要把埚位降到最低,升高功率,将挂边烤掉.这是一般情况的处理办法,具体情况,需现场分析,自己应变处理.4.如果在料快化完时,发现液面上有渣子时,应及时将功率,降籽晶进行提渣.提渣过程中遇到的问题与解决办法由于目前原料清洗时存在的一些问题，我们在拉晶过程中不可避免的存在提渣现象；提渣效果的好坏直接影响着拉晶的正常与否；为此我们一定要重视提渣这个步骤；1、籽晶与渣盖接触点粘接不牢，在提离液面时导致渣盖掉下，溅起的熔硅损坏其他热场器件；要使用细籽晶提渣并保证籽晶与杂质块接触部位的充分熔接；2、提渣不及时，或掌握的时间不准确，导致提渣不彻底；提渣的最佳时机是在固态硅即将熔完的那一刻（剩余一小块）将其提出；这时候的杂质基本上全部粘在此小块上；粘接时要保证粘接良好避免提出时掉下；3、分不清原料该不该提渣而乱提渣；西安隆基硅技术清洗的原料原则上都要提渣；进口免洗包装的原料视情况可以不提；4、另外我们一定要注意装料时要保证炉台的高纯卫生，按照要求穿高纯装料服装；并装料时严密注意一次性手套的破损情况，若有损坏应及时更换以避免将坏的塑料手套掉入原料中造成污染；引晶、放大、转肩：引晶的目的：等径：目的:为按照合同要求控制单晶硅棒的直径,使电脑系统通过直径控制模拟信号和热场模拟信号来自动调整拉速和热场温度以保持晶体直径.操作步骤:1.投等径进入转肩后观察晶体周边光圈的状态,待光圈由不规则,暗淡.渐变为又圆又亮,光圈变的浑厚,此时晶体棱线出现一定的抹度,棱线由2个点汇聚为1个点.说明转肩成功.(此时等径控制里的直径控制信号数值的波动范围较小.)在工艺选择里选择等径.2.压聂耳跟光圈投等径后压好聂耳跟光圈,一般为聂耳跟光圈与晶体光圈(由内向外)相交的2/3处.然后在等径控制界面里选择ON键.即可打开闭环,使电脑开始自动调整拉速.注意:此时的直径信号应在450--550左右,在系统维护界面里选择模拟量,查看红外直径信号的显示应在2.500左右,偏差太大应进行调整.此信号是评定电脑反映速度的标准,2.500是较适中的参数.是保证单晶硅棒的重要依据.3.投生长控制闭环进入等径后,按照我们下载的工艺参数里,等径选项有个生长控制1打开长度.在晶体生长长度达到这一设定值后,生长控制会自动打开闭环.此功能为根据设定拉速,调整液面温度,以期在设定拉速左右调整温度.保证晶体直径.4.确保等直径生长每20分钟对等径的晶体进行直径测量、并作好相关记录。