單晶斷棱情況分析

1、2021-10-131單晶斷棱情況分析2021-10-1321. 單晶斷棱的常見分類2. 單晶斷棱的原因分析3. 如何減少單晶斷棱4. 單晶爐連續(xù)成晶不良怎么辦怎么才算是連續(xù)成晶不良連續(xù)成晶不良要檢查哪幾個(gè)方面 目 錄 Contents2021-10-133單晶斷棱常見分類一 放肩后200mm內(nèi)卡棱二 單晶等徑中下部卡棱三 四條棱線同時(shí)斷四 四條棱線不同時(shí)斷2021-10-134放肩后200mm內(nèi)卡棱單晶等徑中下部卡棱四條棱線同時(shí)斷四條棱線不同時(shí)斷 引細(xì)頸放肩轉(zhuǎn)肩存在問題 熱場(chǎng)溫度梯度存在問題 熔體肯定存在雜質(zhì) 熔體內(nèi)存在高熔點(diǎn)雜質(zhì)單晶斷棱原因分析2021-10-135 幾乎所有斷棱都和雜質(zhì)有

2、關(guān)，因?yàn)閱尉У纳L(zhǎng)力是很強(qiáng)的，除非有外來異向晶核的侵入晶體生長(zhǎng)前沿和晶體內(nèi)產(chǎn)生了較大熱內(nèi)應(yīng)力（超出晶體彈性形變的范疇，產(chǎn)生范性形變）才會(huì)破壞單晶的無位錯(cuò)生長(zhǎng)。 盡量選用好的硅原料，不用或少用堝底料，選用優(yōu)質(zhì)涂鋇坩堝，原料化腐清洗處理的好，爐子排氣排的好，工藝操作做的細(xì)，斷棱現(xiàn)象肯定會(huì)大大降低。 如何減少單晶斷棱2021-10-136 引晶不好未完全消除位錯(cuò)，在放肩或之后工序中會(huì)卡棱，但據(jù)說在等徑400以后這個(gè)原因就可以消除了。 溫度波動(dòng)太厲害，強(qiáng)大的熱沖擊或爐體機(jī)械方面的干擾引起斷棱，一般是4條一起斷； 不同的是熱場(chǎng)波動(dòng)棱線逐漸消失，機(jī)械擾動(dòng)斷棱有很明顯的痕跡。 如何減少單晶斷棱2021-10

3、-137 在拉晶過程中揮發(fā)物不能及時(shí)排出，形成小顆粒落入熔體中，顆粒通過熔體傳送到晶體生長(zhǎng)界面，導(dǎo)致斷棱，但未必是四條棱一起斷。溫度控制不好，引晶位錯(cuò)排不好，熱場(chǎng)設(shè)計(jì)不好，等徑參數(shù)設(shè)置不好等因素會(huì)導(dǎo)致四條棱一起斷。 如何減少單晶斷棱2021-10-138 原材料至關(guān)重要。籽晶長(zhǎng)短，操作技能，（前部斷線）熱場(chǎng)梯度。（中部斷線）溫度補(bǔ)償不夠（尾部斷線）最后，有雜質(zhì)必定斷線。如何減少單晶斷棱2021-10-139 概念怎么才算是連續(xù)成晶不良 （1）連續(xù)兩到三爐不成晶； （2）統(tǒng)計(jì)最近一個(gè)月的成晶率，排序名次靠后四分之一到三分之一并且成晶率低于警戒成晶率的爐臺(tái)。警戒成晶率=質(zhì)量目標(biāo)成晶率0.8。 單晶

4、爐連續(xù)成晶不良2021-10-1310連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查計(jì)算機(jī)控制參數(shù)，特別是等徑參數(shù)。檢查堝升跟蹤比例是否合適 檢查氬氣流量、角度閥開度、爐內(nèi)壓力、速度突停方面是否有異常。單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1311連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查引晶操作是否合格 。（引晶拉速是否達(dá)到要求：最高拉速段的速度必須在3-6 mm/min之間，并且保持這種拉速的引晶長(zhǎng)度應(yīng)大于50mm。） 檢查放肩操作有無異常 。（整個(gè)放肩過程所用的時(shí)間，與正常爐臺(tái)比較，應(yīng)無太大差距，同時(shí)放肩過程速度溫度不能太大波動(dòng)）單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1312連續(xù)成晶

5、不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查實(shí)際拉速與設(shè)定拉速曲線的差距 （轉(zhuǎn)肩后的200mm以內(nèi)，如果兩者相差太大，原因在于操作工操作不合格，需要操作工提高技術(shù)。200mm以后的拉速差距大，則是計(jì)算機(jī)參數(shù)不合理，溫度參數(shù)不合適的可能性更大。頭部200mm以內(nèi)的差距應(yīng)小于0.3mm/min。200mm以后應(yīng)小于0.1mm/min。 ）單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1313連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查拉速運(yùn)行和溫度曲線的平穩(wěn)性 等徑時(shí)拉速的波動(dòng)幅度，在一個(gè)中短的時(shí)間段內(nèi)（10-30分鐘）波動(dòng)幅度以小于0.4mm/min為宜，能夠小于0.2mm/min則更好。波動(dòng)幅度過大的

6、，要從兩個(gè)方面找原因，一是可能聶耳根的信號(hào)波動(dòng)過大（也有可能是晶體晃動(dòng)）；二是計(jì)算機(jī)的參數(shù)不合適。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1314連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查拉速運(yùn)行和溫度曲線的平穩(wěn)性 如果溫度走勢(shì)明顯異常，要綜合考慮，分析原因。原因一般有兩個(gè)方面，第一種是由于參數(shù)不合適、操作失誤等引起，第二種是縱向溫度梯度不正常所導(dǎo)致。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1315連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查泄漏率及泵抽空能力檢測(cè)泵自身的極限真空度，以及達(dá)到極限真空所需的時(shí)間。如果檢測(cè)泵的抽力確實(shí)有問題，可以首先采取的措施是：清洗泵腔、更換新泵油。如仍不

7、行，則需進(jìn)行檢修或更換真空泵。單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1316連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查泄漏率及泵抽空能力檢測(cè)是否是熱場(chǎng)吸潮或沒有煅燒干凈。對(duì)此的判斷方法是，將熱場(chǎng)全部拆出，對(duì)空爐膛進(jìn)行抽空，如果能夠在正常時(shí)間范圍內(nèi)抽空達(dá)標(biāo)，則單晶爐基本上沒有問題，是熱場(chǎng)有問題，這時(shí)需要對(duì)熱場(chǎng)進(jìn)行真空煅燒。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1317連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)分析方面。檢查泄漏率及泵抽空能力必須排除單晶爐本身存在的泄漏現(xiàn)象。單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1318連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)2.從熱場(chǎng)顏色判斷異常 。 熱場(chǎng)及爐內(nèi)其他部位的顏色，能夠部

8、分地反映爐內(nèi)的狀況，從而為我們檢修單晶爐提供指導(dǎo) 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1319連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)2. 從熱場(chǎng)顏色判斷異常 。 正常顏色黑色、暗鐵銹紅 煅燒完，上保溫筒、大蓋為代表的石墨件，其表面應(yīng)該呈現(xiàn)以暗黑色及較暗的鐵銹紅為主的顏色，這屬于正常顏色 。單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1320連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)2. 從熱場(chǎng)顏色判斷異常 。 正常顏色深黑色 如果煅燒完后，加熱器及主保溫筒上呈深黑色，象被深黑色的煙熏過，這種情況爐子沒有異常，但工藝有問題。有兩種情況會(huì)導(dǎo)致如此，一是新熱場(chǎng)（或含水份重的舊熱場(chǎng)）煅燒時(shí)，溫度爬升太快，導(dǎo)致電離打火；二是煅燒功率過高。單晶

9、爐連續(xù)成晶不良2021-10-1321連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)2. 從熱場(chǎng)顏色判斷異常 。 正常顏色淺彩色 經(jīng)過多次開爐后，爐內(nèi)呈石墨件上顏色呈紅綠蘭為主的混合彩色，顏色較淺。此為爐內(nèi)有輕微污染（如漏氣、油脂沾污等）的情況，也算基本正常，但是，如果這種彩色太重，則沾污比較嚴(yán)重，應(yīng)該進(jìn)行檢修。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1322連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)2. 從熱場(chǎng)顏色判斷異常 。 非正常顏色及成因白色 以保溫筒等石墨件為主要觀察部件，如果呈現(xiàn)出白色，這是最為顯著的異常情況。顏色的深淺及厚重程度，代表了問題的輕重。如果白色已經(jīng)完全覆蓋保溫筒，則問題就已經(jīng)非常嚴(yán)重了，必須停爐檢修。導(dǎo)致這

10、種情況的原因有：爐膛漏水，石墨氈臟。如果籽晶上也有白色，那么也是漏水比較嚴(yán)重的表征。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1323連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)2. 從熱場(chǎng)顏色判斷異常 。 非正常顏色及成因深藍(lán)色或彩色 從籽晶、細(xì)頸到晶體放肩部分，如果呈現(xiàn)深藍(lán)色或彩色，這是典型的爐子上半部漏入空氣的現(xiàn)象，包括空氣隨著氬氣流入爐內(nèi)。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1324連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)3.熱場(chǎng)損耗 。 隨著熱場(chǎng)的使用，石墨件、石墨氈等容易損耗，導(dǎo)致保溫性能變化，影響溫度梯度，從而影響成晶。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1325連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)3.熱場(chǎng)損耗 。導(dǎo)流筒濺硅沾

11、污 。 熔硅濺到導(dǎo)流筒上后，因?yàn)楣?、碳化硅、石墨三者之間的熱膨脹系數(shù)是不相同的，那么在拉晶時(shí)，碳化硅或石墨掉下的可能性就大大增加，從而影響成品率。因此首先要加強(qiáng)管理，預(yù)防濺料到導(dǎo)流筒上，其次是對(duì)于沾污嚴(yán)重的導(dǎo)流筒應(yīng)更換。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1326連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)3.熱場(chǎng)損耗 。加熱器損耗 。加熱器經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用后，因損耗而變形，導(dǎo)致發(fā)熱區(qū)的熱量分布發(fā)生較大變化，影響溫度梯度，從而影響成晶，這時(shí)應(yīng)該更換加熱器。對(duì)于細(xì)石墨的加熱器，這種情況一般要在使用130-150爐以后，才會(huì)出現(xiàn)，當(dāng)然，如果爐膛漏氣較重，則加熱器的壽命會(huì)顯著縮短。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1

12、327連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)3.熱場(chǎng)損耗 。其他損耗 。成型氈或碳?xì)忠驗(yàn)檠趸瘬p耗，或因?yàn)樽陨碇亓慷聣嬜冃蔚龋蓪?dǎo)致溫度梯度的改變，影響成晶。越是離成晶界面近的地方，越要小心。比如在中保溫筒與上保溫筒之間墊一個(gè)外徑較大的過渡蓋，由于石墨的導(dǎo)熱性好（即保溫性能差），就會(huì)嚴(yán)重影響成晶。同理，如果中保溫筒的石墨氈與上保溫筒的石墨氈之間沒有直接接上，留有縫隙，也會(huì)影響保溫性，影響成晶。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1328連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)4.籽晶潔凈度 。籽晶的清潔程度，也是判斷爐內(nèi)是否干凈的特征之一。如果籽晶較臟，會(huì)影響成晶，需要考慮以下幾個(gè)方面。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1329連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)4.籽晶潔凈度 。籽晶需要更換 。是否籽晶使用時(shí)間過長(zhǎng)，如是則需要更換。籽晶更換應(yīng)及時(shí)，在每次打開付室時(shí)均要進(jìn)行更換，新開一爐也要進(jìn)行更換，如果當(dāng)爐成晶不良可以提前更換。 單晶爐連續(xù)成晶不良2021-10-1330連續(xù)成晶不良要做好以下幾點(diǎn)4.籽晶潔凈度 。爐膛的密閉性不好 。如果籽晶表面呈深蘭色為主的彩色，則爐膛漏氣的可能性