石英坩堝的破裂 (漏硅 滲硅)
上傳時間:2021年01月19日 14:10:19
在熔料和拉晶的過程中有時會發(fā)生石英坩堝破裂,錦州坩堝發(fā)生破裂的原因有以下幾個因素。
1.熔料的方法不當(dāng)
上部硅料熔化后沿著石英坩堝的內(nèi)壁向下流到底部時往往會因底部溫度過低而發(fā)生“二次”結(jié)晶硅料在“二次”結(jié)晶時發(fā)生膨脹而將石英坩堝脹裂。
2.底部翻料后漏硅
當(dāng)上部熔硅液體沿堝壁流到坩堝底部時將底部塊料和石英坩堝粘連在一起當(dāng)上部硅料完全熔化成液體后對底部的塊料形成浮力當(dāng)浮力大到足以將未熔完的塊料脫離與之粘連的石英坩堝底部時往往能將坩堝拉破。
3. 熔料的溫度不當(dāng)
溶料的溫度太高會加劇坩堝析晶的程度增加了破裂的可能性。
4. 原料問題
原料的雜質(zhì)太多或在原料的清洗和裝填過程中受到沾污都會對石英坩堝產(chǎn)生侵蝕作用,錦州坩堝嚴(yán)重時熔硅會滲透到坩堝內(nèi)層。
5. 石墨坩堝問題
新的石墨坩堝煅燒不夠徹底即投入使用會造成石英坩堝外層嚴(yán)重析晶, 同時石墨坩堝因使用時間過長其原有的厚度氧化降解而大為減薄。 也會增加漏硅的幾率。
6.石英坩堝問題
1 .石英坩堝在放入時用力過量底部受到損傷而產(chǎn)生隱裂。
2 在裝底部料時大塊的硅料撞擊到石英坩堝底部產(chǎn)生隱裂。
3 坩堝上部裝入太多的大料熔料過程中發(fā)生塌料時易將坩堝底部撞破導(dǎo)致漏硅。
4 石英坩堝因受到外力損傷已產(chǎn)生隱裂熔料過程中發(fā)生破裂。
5 在石英坩堝的生產(chǎn)、包裝、運輸中受到損傷而產(chǎn)生隱裂。
石英坩堝破裂對拉晶的影響
石英坩堝的破裂對生產(chǎn)造成的損失往往是非常巨大的。
如何防止漏硅的發(fā)生
選用合適的熔料方法
1 采用下放式熱屏的熔料方法時應(yīng)在上部硅料熔化后及時將堝位上升就能有效防止因“二次”結(jié)晶而發(fā)生的漏硅。
2 大塊的塊料宜放置在石英坩堝的中下部位置。
3 在熔料過程中隨著原料的逐步熔化和下沉應(yīng)隨時提升堝位。錦州坩堝這在很大程度上可減少因熔硅與底部石英坩堝發(fā)生粘連而出現(xiàn)的鼓包現(xiàn)象。
4 在熔料時應(yīng)根據(jù)不同的熱場不同的投料量選擇合適的熔料溫度與時間。
5 當(dāng)遇到反復(fù)幾天都無法拉出單晶就應(yīng)及時吊料結(jié)束拉晶以避免發(fā)生因石英坩堝破裂而造成的漏硅事故。
6 新投入的石墨坩堝應(yīng)徹底煅燒后才能投入使用以減少石英坩堝外層析晶的程度。
7 當(dāng)石墨坩堝使用時間過長其厚度已減薄很多時應(yīng)及時更換。
8 在石英坩堝的生產(chǎn)、包裝、運輸?shù)冗^程中應(yīng)避免使石英坩堝受到撞擊以免受到損傷而產(chǎn)生隱裂。
9 在放置石英坩堝時應(yīng)避免用力過重和撞擊。在裝填硅料的過程中應(yīng)避免塊料對坩堝的撞擊。
10 在清洗原料的過程中應(yīng)將酸堿殘液徹底沖洗干凈以避免坩堝內(nèi)壁發(fā)生嚴(yán)重析晶。
11 在裝填硅料時應(yīng)嚴(yán)格按照操作工藝規(guī)程認(rèn)真操作以避免石英坩堝和原料受到沾污而發(fā)生嚴(yán)重析晶。
由上可見,石英坩堝品質(zhì)的好壞直接影響著單晶是否順利拉制,但同時可以看出,拉晶的品質(zhì)是由多種因素影響的,坩堝的好壞只是在一定程度上對其造成影響,因此,只有拉晶過程中對各方面精益求精才能最大限度的保證單晶品質(zhì)的提升。