拉晶工艺流程
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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。
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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。
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。
光伏拉晶工艺光伏拉晶工艺是太阳能光伏电池制造过程中的一项重要工艺,它主要用于制备单晶硅片。
单晶硅片是太阳能电池的主要材料,其制备过程中的工艺控制直接影响着太阳能电池的性能和效率。
本文将对光伏拉晶工艺进行介绍和分析。
光伏拉晶工艺是将多晶硅材料通过熔融和拉伸的方法制备成单晶硅片的工艺过程。
在这个过程中,首先需要将多晶硅材料加热到熔融状态,然后通过拉伸的方法使其逐渐形成单晶硅片。
光伏拉晶工艺的主要步骤包括原料预处理、熔融、拉伸、切割、清洗等。
原料预处理是光伏拉晶工艺的第一步,其目的是对多晶硅材料进行净化和纯化,以提高最终单晶硅片的质量。
在原料预处理过程中,需要将多晶硅材料进行切割和清洗,去除其中的杂质和不纯物质。
熔融是光伏拉晶工艺的核心步骤,其目的是将多晶硅材料加热到熔融状态,使其达到拉伸的条件。
在熔融过程中,需要控制温度和时间,以确保多晶硅材料能够完全熔化,并达到所需的纯度和质量。
拉伸是光伏拉晶工艺的关键步骤,其目的是通过拉伸的方法将熔融的多晶硅材料逐渐形成单晶硅片。
在拉伸过程中,需要控制拉伸速度和拉伸方向,以确保单晶硅片的形成和尺寸的控制。
拉伸过程中,还需要进行温度和压力的控制,以避免产生晶体缺陷和应力。
切割是光伏拉晶工艺的后续步骤,其目的是将拉制好的单晶硅片切割成所需尺寸的晶片。
切割过程中,需要使用切割工具和切割液,以保证切割的精度和平整度。
清洗是光伏拉晶工艺的最后一步,其目的是去除单晶硅片表面的杂质和污染物,以提高单晶硅片的表面质量和光伏性能。
清洗过程中,需要使用酸碱溶液和超纯水,以确保单晶硅片的清洁度和纯度。
光伏拉晶工艺在太阳能光伏电池制造中起着至关重要的作用。
通过精确的工艺控制和严格的质量检测,可以制备出高质量的单晶硅片,提高太阳能电池的转换效率和稳定性。
同时,光伏拉晶工艺也是太阳能光伏产业发展的关键环节,其技术和工艺的不断进步,将进一步推动太阳能光伏的应用和推广。
光伏拉晶工艺是太阳能光伏电池制造过程中的重要环节,其通过对多晶硅材料的熔融和拉伸,制备出高质量的单晶硅片,为太阳能电池的性能和效率提供了保障。
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。
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。
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。
7.引晶:在引晶前必须将籽晶在脖口处和导流筒下口处分别预热5-10分钟。
然后接触。
除新籽晶外,已用过籽晶用细径试温,熔接(对每台炉的功率变化,欧陆变化,
操作工心里要有底)细径籽晶的直径在5mm以上,引的细颈直径控制在3-5mm长度原理上是细径的7-8倍,但太阳能行业中普遍细颈需达到130mm以上。
引晶时的拉速达到3-6mm/min。
这样才能更好的排除位错。
8.放肩:引晶完成后拉速降至0.4左右,放肩开始要慢,根据放肩情况进行降温,放肩时尽量放平肩,时间控制在1--2小时。
放至149mm
左右时开始转肩。
9.转肩投自动:先观察依尔根能否正常压到光圈。
确定转肩后,降温100-200uv,转肩速度2-4mm/min(根据实际操作情况),转肩中适当的给点埚升,投入自动,拉速根据情况而投。
压好光圈,计长清零,打开埚升埚跟比,先投温校,稳定些时间后,再投直径控制器。
转肩完成后,需注意观察十几分钟,让其稳定。
10等径:每半个小时做一次记录,经常观察炉内的状态,不能使直径偏差过大。
应及时给予调整温校。
掉苞时根据实际操作情况,该回熔的把埚位降至引晶埚位下20mm处进行回熔操作,如果晶棒长度达到400mm以上或因提肩较多或拉制时间过长的单晶长度在300mm左右应提A段,,以2mm/min左右的拉速提A段,整个行程为3-3.5小时。
然后盖上翻板阀,在内冷却半小时。
然后取出A段棒重新拉制。
如果在范围以内,回熔时必须操作工盯在炉上,回熔时需注意防止晶体回熔过快戳在石英坩埚底部避免产生渗硅事故;或者温度过高在回完的时候引起硅跳,把料溅到导流筒,保温罩,加热器上的事故发生。
回熔完后重新找温度与埚位重新引晶。
11.收尾:在等径达到投料所需的长度时,须要收尾,将直径与温校控制器退出自控,切入自动收尾。
但操作工必须在刚开始收尾时盯住,根据现场情况给温校速率,给定拉速。
在收尾过程中是看着光圈收尾。
当光圈收进时应降底拉速,当光圈长大时应提高拉速。
同时也观察是否有结晶与料少的情况。
(埚跟比分两种方式降:1,直接将埚跟比降到零;2,分两次降到零,第一次降50%,收到50mm以后
再降到零。
)
12.停炉:收尾完成后,降埚位,使晶体脱离液面20mm左右,关加热电源,停埚转,把控制器上的参数返回到引晶前的参数。
然后以2.5-3mm/min拉速提升晶体,慢慢脱离高温区.4个小时后进行热检,抽空到极限,关球阀检漏.泄漏率小于3分钟1帕。
13.下次开炉准备:观察记录表,对每个部件的使用炉数做到心里有数,拆炉后须认真检查;对过滤罐与换油的记录做到此次拆炉是否需要过滤罐与换油,保证做到过滤罐每炉清,换油6炉换一次。
14.大清:在拉晶过程中会产生挥发物过多,经过一段时间过后就必须要对设备进行大清一次,在清理的过程中必须要清理夹头,重锤,与炉子内部的石墨系统。
清理挥发物,更换破损石墨件,有时候需要更换碳毡。
检查各个传动部份及电器部件,及时维护保养。
15.记录:以上每个步骤操作工必须做好详细记录,并认真填写好操作记录,以便于查找一些问题。