对石墨,碳毡等材料的质量要求:
石墨和碳毡主要是用作加热,隔热,保温等部件材料。根据部件的用途,对其质量要求也有所不同。
用于制备加热器,反射板,导流筒,坩埚,坩埚轴等部件的石墨材质应具备致密度好,机械强度高,纯度高,灰分少等特点的等静压石墨材料,在工作期间性能稳定。如果材料经高温氯化煅烧,质量就更好了。
用于制备保温筒,保温盖,炉盘等部件应具有纯度比较高和灰分比较少的中粗石墨材料。
·主要部件用石墨材料质量参数:
表4 对石墨材质的要求
参数要求 名称 加热器 致密度好,机械强度高,纯度高,灰分少,性能稳定 致密度好,机械强度高,纯度高,灰分少,性能稳定 致密度好,机械强度高,纯度高,灰分少,性能稳定 致密度好,机械强度高,纯度高,灰分少 致密度好,机械强度高,纯度高,灰分少,性能稳定, 灰分比较少,性能稳定 质 量 要 求 来源 外协 外协 外协 外协 外协 外协 导流筒 坩埚托 坩埚轴 反射板 保温筒 中粗结构,机械强度比较高,纯度高,
加热器:根据单晶炉的炉型,设计了并且目前正在采用和运行的有三种尺寸的全部由高机械强度,纯度比较高的石墨材质加工的:
17英寸加热器,拉制6英寸单晶,
18英寸加热器,拉制6英寸单晶, 20英寸加热器,拉制6或8英寸单晶, 主要部件结构如下:
反射板:双层石墨夹碳毡层结构, 导流筒:双层石墨夹碳毡层结构, 坩 埚: 三瓣结构,
坩埚轴,与金属坩埚轴直径尺寸相同,长度根据要求而定。
上述部件全部由高机械强度,纯度比较高,灰分少的石墨材质加工而成的。
·石英坩埚:
石英坩埚直接与多晶硅料接触,并伴随单晶生长过程在高温下经受长时间的烘烤并与硅熔体发生反应和溶解,因此,应具有耐高温,坯料(二氧化硅)纯度高,和外形尺寸标准,无气泡,无黑点等质量特点。根据大装料量单晶生长工艺要求,在石英坩埚内壁还要求涂有均匀的耐高温氧化钡膜。
根据本炉型配置了17,18和20英寸三种标准尺寸的石英坩埚。 验收时特别注意检察:外形尺寸是否标准,是否存在气泡,黑点,破损,边缘损伤等缺陷。
·掺杂剂(杂质元素)和液氩:
用于单晶生长工艺中的化学试剂,掺杂剂(杂质元素)和液氩(Ar)等质量要求如表5所示;
表5 掺杂剂(杂质元素)和液氩等质量要求
要求 名称 硼(B) 镓(Ga) 无水乙醇 液氩(Ar) ≥ 99.999 % ≥ 99.999 % -3质量要求 状态 晶体状或粉末状 常温下为液态 固态 液态 液态 备注 注意保存 冰厢内保存 注意保存 安全存放 液氩罐存放 母合金(P型) 电阻率≥10Ω.cm 分析纯 ≥ 99.99 %
(3)、供单晶生产需要的设备: ·供腐蚀清洗工序需要的设备
表6 腐蚀清洗硅原料和单晶棒料的设备
超声清洗槽 超声清洗槽 烘 箱 离心热风脱水机 通风橱 硷腐蚀槽 酸腐蚀罐
SGT28--3600 HTA DY—08--16 功率3000W 二工位 可加热≥1200C 非标准 清洗硅原料 清洗硅原料 烘干硅原料 烘干硅原料 酸腐蚀料 腐蚀边皮料 酸腐埚底料 3台 2台 1台 4台 2台 2台 若 干 自制8台 备注 (4)、供硅单晶生产需要的主要设备:
表7 生产单晶用设备
参数 名称 单晶炉 单晶炉 单晶炉 单晶炉 带 锯 型号和参数 功 能 数量 (台) 112 86 22 4 2 备 注 汉宏公司生产 晶运通公司生产 晶运通公司生产 天龙公司 外购 可配置18和20英寸热场 拉制单晶 可配置18和20英寸热场 拉制单晶 配置17英寸热场 拉制单晶 可配置18和20英寸热场 拉制单晶 锯片厚度0.7㎜,刀速3㎜/分 截断单晶棒 红外测试仪 电阻率测试仪 型号测试仪 470FT-IR 4探针 测氧碳含量 测单晶电阻率 测晶体导电型号 1 1 2 进口 广洲生产 广洲生产
2、硅片生产部
(1)、供硅片生产需要的辅助材料; 表8 供硅片生产需要的原辅材料
要求 名称 无水已醇 KOH(氢氧化钾) NAOH(氢氧化钠) 质 量 要 求 分析纯 分析纯 分析纯 功能 清洁处理 腐蚀晶锭 腐蚀晶锭 配磨砂浆液 清洗切割片 沾开方锭 沾线切割锭 配磨砂浆料 切割 8英寸锭开方 滚磨开方锭 线切割用 安全存放 安全存放 加工部配制 备注 切削液(聚本醇) 含水量<5%,导电率<0.5 Ω清洗液 热溶胶 A,B 胶 磨砂 切割金属线 砂轮片 滚磨砂轮 切削液配制 .㎝-1. 硅片清洗专用 软化温度>4000C WALTECH公司生产 1500井(8μm) 线径120μm 厚度0.22㎜ 配有三种粒径: 150井,270井,300井 切削液∶磨砂=1.17∶1 -1(2)、供硅片生产用的主要设备:
表9 生产硅片需要的设备
参数 设备名称 粘棒机 线切割机 型号和参数 带加热>400C装置 HCT-Shaping 0功能 粘接开方锭 切割开方锭 数量(台) 3 6 备注 6台瑞士产 滚磨机 开方机 线切割机 超声清洗机 网式电阻炉 马弗炉 硅片厚度测试仪 电阻率测试仪 弯曲度测试仪
SINUMERK-802C 外圆切割 NTC-nippei Toyama TCH-7 , 8共位 WL-1型 热,处理 MS 203 MS 203 滚磨开方锭 8英寸锭开方 切割硅片 清洗切割硅片 烘干硅片 消除热施主 测硅片厚度 测硅片电阻率 测硅片弯曲度 3 2 70 4 10 2 日 产 硅单晶生产部 二、硅片生产工艺技术
(1)、腐蚀清洗工序生产工艺技术
? 对腐蚀清洗工序要求
物料来源不同,摆放有序,以免出现混料事故, 洗料间严禁采用金属制品用具, 洗料间经常清扫,随时保持清洁。
· 安全防护:
在处理工艺中会使用大量强酸(HF,HNO3)和强硷(KOH,NaOH)等物质。这些物质对人身具有很大伤害作用,一定要有安全防护意识,严防与强酸和强硷与人体皮肤和指甲接触。进行硅料酸腐蚀时,操作人员一定在通风橱内操作。操作人员在进入操作间前必须穿好工作服和工作鞋(胶胶),带好工作冒,胶皮手套和眼镜等防护等。一旦出现事故,应及时用水冲洗等进行初步处理,同时通报相关领导。 提供给拉制硅单晶用的原材料来源不同,计有本公司采用西门子