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单晶硅棒

2016-10-21

1基本简介
从字面上了解就知道,它是用单晶材料制作成的一种棒。下面就是它的图片


拥有硅棒以后,那么还得对其进行加工,那就是所谓的切片啦。

        

如何更好的去理解单晶硅棒,我认为还是得从结构上去理解单晶。

单晶硅原子,它们是长成有序的排列起来的。

单晶硅是晶向取向一致而组成的晶体。

如何更好的去理解多晶硅,我认为还是从从结构去理解多晶

硅原子排列而成的晶核,晶面取向不一的则会形成多晶硅。

这个就是它们两者最大的区别拉。

如下我们可以看一下多晶硅,其图片如下

   

      多晶硅料

    

多晶硅料经过铸锭以后就会变成这种模样


2单晶硅棒的生产

    加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长
  (1)加料:将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内,杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼,磷,锑,砷。

(2)熔化:加完多晶硅原料于石英埚内后,长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内,然后打开石墨加热器电源,加热至熔化温度(1420)以上,将多晶硅原料熔化。

(3)缩颈生长:当硅熔体的温度稳定之后,将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力,会使籽晶产生位错,这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升,使长出的籽晶的直径缩小到一定大小(4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角,只要缩颈够长,位错便能长出晶体表面,产生零位错的晶体。

(4)放肩生长:长完细颈之后,须降低温度与拉速,使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。

(5)等径生长:长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间,这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。
  (6)尾部生长:在长完等径部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生,必须将晶棒的直径慢慢缩小,直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。、

对于其损耗问题,有太多的

 

 

损耗:单晶拉制完毕后的埚底料约15%。
  单晶硅棒整形过程中的头尾料约20%。
  单晶整形过程中(外径磨削工序)由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径磨削可以获得较为精确的直径。损耗约10%-13%。
  例:

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                4英寸          5英寸   

 

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  标称直径    100mm      125mm  -

 

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  拉晶直径    106mm      131mm 

 

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  磨削损耗    12.36%    9.83% 

 

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|拉制参考损耗|  0.7%        0.8%   

 

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