直拉硅单晶工艺简介PPT演示课件
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直拉单晶硅的制备工艺内容提要:单晶硅根据硅生长方向的不同分为区熔单晶硅,外延单晶硅和直拉单晶硅。
直拉单晶硅的制备工艺一般包括多晶硅的装料和熔化,种晶,缩颈,放肩,等径和收尾。
目前,单晶硅的直拉生长法已经是单晶硅制备的主要技术,也是太阳电池用单晶硅的主要制备方法。
关键词:直拉单晶硅,制备工艺一,直拉单晶硅的相关知识硅单晶是一种半导体材料。
直拉单晶硅工艺学是研究用直拉方法获得硅单晶的一门科学,它研究的主要内容:硅单晶生长的一般原理,直拉硅单晶生长工艺过程,改善直拉硅单晶性能的工艺方法。
直拉单晶硅工艺学象其他科学一样,随着社会的需要和生产的发展逐渐发展起来。
十九世纪,人们发现某些矿物,如硫化锌、氧化铜具有单向导电性能,并用它做成整流器件,显示出独特的优点,使半导体材料得到初步应用。
后来,人们经过深入研究,制造出多种半导体材料。
1918年,切克劳斯基(J Czochralski)发表了用直拉法从熔体中生长单晶的论文,为用直拉法生长半导体材料奠定了理论基础,从此,直拉法飞速发展,成为从熔体中获得单晶一种常用的重要方法。
目前一些重要的半导体材料,如硅单晶,锗单晶,红宝石等大部分是用直拉法生长的。
直拉锗单晶首先登上大规模工业生产的舞台,它工艺简单,生产效率高,成本低,发展迅速;但是,锗单晶有不可克服的缺点:热稳定性差,电学性能较低,原料来源少,应用和生产都受到一定限制。
六十年代,人们发展了半导体材料硅单晶,它一登上半导体材料舞台,就显示了独特优点:硬度大,电学热稳定性好,能在较高和较低温度下稳定工作,原料来源丰富。
地球上25.8%是硅,是地球上锗的四万倍,真是取之不尽,用之不竭。
因此,硅单晶制备工艺发展非常迅速,产量成倍增加,1964 年所有资本主义国家生产的单为晶硅50-60 吨,70年为300-350 吨,76年就达到1200吨。
其中60%以上是用直拉法生产的。
随着单晶硅生长技术的发展,单晶硅生长设备也相应发展起来,以直拉单晶硅为例,最初的直拉炉只能装百十克多晶硅,石英坩埚直径为40毫米到60毫米,拉制单晶长度只有几厘米,十几厘米,现在直拉单晶炉装多晶硅达40 斤,石英坩埚直径达350毫米,单晶直径可达150毫米,单晶长度近2米,单晶炉籽晶轴由硬构件发展成软构件,由手工操作发展成自动操作,并进一步发展成计算机操作,单晶炉几乎每三年更新一次。