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多晶硅片的生产工艺

发布时间:2020-04-15 点击次数:2799

多晶硅片的典型生产工艺如下: 

 (1)装料:将清洗后的或免洗的 51 料装入喷有氮化硅的涂层的石英坩埚内, 整体 放置在定向凝固块上,下炉罩上升与上炉罩合拢,抽真空,并通入氩气作为保护气体, 炉内压力大致保持在 4×104- 6×104Pa 左右; 


 (2)加热:利用均布于四周的石墨加热器按设定的速率缓慢加热,去除炉内设施 及硅料表面吸附的湿气等;  

多晶硅热场系统石墨加热器

 (3)熔化:增大加热功率,使炉内温度达到 1540℃左右的硅料熔化温度并一直保 持直至硅料完全熔化; 


 (4)长晶:Si 料熔化结束后,适当减小加热功率,工作区温度降至 1430℃左右的 硅的熔点, 缓慢提升隔热笼, 使石英坩埚底部的定向凝固块慢慢露出加热区, 形成垂直 方向的大于 0℃的温度梯度,坩埚中硅料的温度自底部开始降低并形成固液界面, 多晶 开始在底部形成, 随着隔热笼的提升, 水平的固液界面也逐渐上升, 多晶硅呈柱状向上 生长,生长过程中需要尽量保持水平方向的零温度梯度, 直至晶体生长完成, 该过程视 装料的多少而定,约需要 20- 30h;  


(5)退火:长晶完成后,由于坩埚中 51 料的上部和下部存在较大的温差,这时的 多晶硅锭会存在一定的热应力,容易在后道剖锭、切片和电池制造过程中碎裂,因此, 长晶后应保温在硅熔点附近一段时间以使整个晶锭的温度逐渐均匀,减少或消除热应 力;  


(6)冷却:退火后,加热器停止加热,并通入大流量氩气,使炉内温度逐渐降低, 气压逐渐回升,直至达到大气压及容许的出锭温度。  


(7)出锭:降低下炉罩,露出固定器上的坩埚,用专用的装卸料叉车将坩埚叉出; 


(8)破锭:利用剖锭机将多晶硅锭上易吸收杂质的上下表面及周边切除,按所需 硅片尺寸﹙如 125mm×125mm规格或 156mm×156mm规格﹚切割成均匀的方形硅柱; 


(9)切片:用多线切割机将方形 Si 柱切割成厚度为 220?m左右的多晶硅片;


(10) 清洗、包装:清洗切好的硅片以去除切削液及表面的其他残余物,烘干后包装待用, 工 艺结束。


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