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单晶基本操作流程

2021-04-21 来源:独旅网
1 使用前的准备和检查:

每次操作前注意各运动部位是否正常,导向部位是否清洁,摇动手轮升降坩埚轴,感觉轻快,无卡滞观象,埚升、埚转、晶转皮带张力是否合适,各限位正常,然后才可开车试运转,运行参数均可在操作箱上的触摸屏上显示。旋转方向:在俯视情况下,坩埚轴为顺时针旋转,籽晶轴为逆时针旋转,切勿反转,以防联接螺纹松动。

2 启动及运行过程中的操作程序: 1)首先对支持系统进行检查:

a) 确认冷却水的进水温度在15~25℃范围内,进水压力在 3kg/c㎡~3.5kg/c㎡范围内,进出水压差2kg/c㎡并且排水无障碍。

b) 真空泵运行正常,真空度能达标,无喷油等不良现象。 c)氩气的压力和流量能满足拉晶工艺的要求。 2)对单晶炉的运动部件的润滑和运动进行确认。 3)对单晶炉的真空度和漏率进行确认。

完成确认后才可打开真空阀进行抽真空(在开启真空手动阀时要非常缓慢,防止气流对真空规的冲击而影响测量精度),当主炉室真空度小于3Pa后关闭真空阀进行真空检漏,完成真空检漏后方可加热化料。 注意事项:

a )对埚升、埚转、晶转皮带的张力要进行确认。(多锲带张力的测量方法:当手指在多锲带中间加力时,多锲带变形距离在3mm左右。如有条件对多锲带施加1kg力时,其变形距离在0.5~1mm之间。并观察各电机电流,使电机转动平稳,电流稳定。)

b )在完成加料后应对炉盖和下炉筒的接合面进行清洁后才能合炉盖,在合炉盖前应先将升降机构处的把手放到水平位置后才能进行,下降炉盖到接近导向拄时,应点动慢降,对正止口,当炉盖与下炉筒自由压紧后,应即刻停止升降轴的下降,让提升轴与上炉筒的铰链处留出20~30毫米空隙,以便万一炉内变成正压时,炉盖有可向上浮动的位置。

c )在需要清洁热场时可将下炉筒的上半部分升起。方法为:打开上炉盖取

出导流筒和支撑导流筒的密封环,操作手提操作面板上按钮,使下炉筒的上半部分向上升起,升到顶端时就可向右侧旋转,待完成热场清理工作后再把炉筒缓慢转回原处(不能撞击导向杆固定座),使聚四氟乙烯导向块与导向杆对准,操作手提操作面板上的按钮应点动慢降让炉筒降下。 对上述基本要求都满足的情况下,方可进入拉晶工序: a ) 安装石英坩埚: 将石英坩埚装入石墨坩埚内 注意不要碰坏坩埚 确认石英坩埚没有伤,脏污

b ) 放置掺杂剂 (选择) 控制电阻率

一点不剩全部倒入坩埚内 c )装料:

装入指定的材料用量,注意不要损坏坩埚 考虑到Melt的熔解方式,避免产生挂边 d )抽真空:达到工艺要求的真空度 e )检漏:确认炉内的漏气率 在超过规定值时要进行检查 f ) 化料:

在规定的电力和坩埚位置下熔化多晶 液体完全均匀混合 g ) 安定:

保持一段時间,等融化后的硅材料稳定。 同时,气体挥发,液体温度、坩埚温度及

热场达到稳定平衡状态,设定Neck所需要的温度

h ) 引晶:

除去晶种机械加工成形时导致的塑性变形缺陷 一边旋转一边引晶的工序 根据晶向以最合适的速度引晶

i ) 放肩:

结晶直径扩大到指定尺寸,

j ) 转肩:

达到目标直径后纵向生长

k ) 等径:

维持指定的直径尺寸拉晶

l ) 收尾:

在单晶不发生晶裂情况下,不断缩小直径,直 至尾端成一尖点与液面分开

m ) 冷却:

将晶棒缓慢保提起,让晶体慢慢冷却

3 运行中的监测和记录:

设备从开始使用起就应建立设备档案,记录设备的运行情况和使用时间。 4 停机的操作程序、方法及注意事项:

拉晶完成后关闭手动真空阀,向炉内充氩气,内外气压平衡后开启炉盖,要旋转炉盖时应先将升降机构处的把手放到垂直位置。炉温降到室温以后才可关闭冷却水。在关闭系统时,应先关闭真空阀,再可关闭真空泵。故障分析与排除:

故障现象 原因分析 冷却水流量少 冷却水温度高 加热器电源跳闸 冷却水压力波动大 加热器电源损坏 热场短路(打火) 真空泵油太少 真空度不达标或抽真空时间过长 泵过滤网堵塞 真空泵内零件磨损 炉体密封不良 图像偏暗 图像模糊 相机检测不佳 图像上晶体位置不具中 图像中有斑点 籽晶软绳受损 晶体晃动(硬件原因) 籽晶夹具装偏 升降轴套走位 上炉体升降异常 有异常噪声 不能正常升降 炉体冷却水道内有空气 炉体冷却水有异声 炉内有漏水 进出水压不符合 重新安装籽晶夹具 调整升降轴套 升降轴套内滴润滑油 电动推杆内有故障 解开出水口排气 通知本公司 调节进出口水压 移动相机角度与位置 相机与窗口上有污垢 更换软绳 排除方法 增加冷却水流量 增加冷却水流量 稳定冷却水压力 修理电源 更换热场(重新安装) 加真空泵油 清洁过滤网 调换磨损零件 更换相关密封件 调整镜头的光圈 调节光焦镜头

1籽晶旋转提升机构 2籽晶夹头 3炉体开启升降机构 4上炉体 5隔离阀 6主炉体 7电极 8机架 9坩埚驱动机构及架台 10加热器电源 11电器箱 12Ar气管路 13冷却水管路 14真空管路 15操作箱16炉筒升降机构 外形结构示意图

籽晶旋转提升机构示意图

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