熱場和真空對(duì)拉晶的影響

1、直拉系統(tǒng)有加熱器、保溫系統(tǒng) 支持機(jī)構(gòu)、三瓣鍋等組成。熱系統(tǒng)的高矮、大小、厚簿不同，溫度大小就會(huì)產(chǎn)生差異。用溫度梯度從數(shù)量上描述溫度的分布情況。單晶爐熱場在拉晶過程中是變化的，可以理解為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。（靜態(tài)是指剛?cè)谕炅戏€(wěn)定后引晶的溫度分布情況，由加熱器、保溫罩、坩蝸位置 和氣流導(dǎo)向決定。動(dòng)態(tài)是指等徑后的溫度分布情況，由于熔體的長度增加，硅液 減少，使溫度發(fā)生變化。）好的熱系統(tǒng)配置能夠拉出質(zhì)量良好的棒子和節(jié)省用電，降低能耗。相反有的熱 場拉出的是有缺陷的棒子甚至是多晶。所以現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)中如何調(diào)整出良好的熱 場是技術(shù)人員的基本要求。加熱器是整個(gè)熱系統(tǒng)的重要部件，因此了解加熱器的溫度分部情況對(duì)熱場分 布

2、很重要。如圖所示（批向溫度給布）（徑向溫度分布】從圖中可以看出加熱器中部溫度最高，向上和向下逐漸減小，它的變 化率為縱向溫度梯度。加熱器徑向溫度內(nèi)表面，中心溫度最低，靠近加熱 器 邊 緣逐漸變高，它的變化率為徑向梯度。單晶生長中，熱場中存在著固液兩種形態(tài)，所以固態(tài)的徑縱梯度和液態(tài)的徑 縱梯度都不同。但是實(shí)際拉制中考慮生長界面的溫度梯度。整個(gè)單晶生長界面變化說明，結(jié)品界面的溫度梯度有大于零，相對(duì)等于與零， 到做后的小與零。從斷線后提出的蓋子可以直觀判定，比如頭部提出的蓋子界面 凸向熔體，尾部則相反。如下圖所示：界面凹向熔體界面凸向焰體亦&0(Vdx=0dt/d?0一個(gè)熱系統(tǒng)的熱場分布要：（1）使

3、生長界面的縱向溫度梯度大，但不能太大。（2）徑向溫度梯度盡量接近與零，保證結(jié)品面平坦。提高生長界面的縱向溫度梯度可以調(diào)整蓋距來調(diào)整，如降低保溫罩的高度， 需注意的是導(dǎo)流筒高度要考慮進(jìn)去！還有石墨碳占的老化和爐內(nèi)的氣流對(duì)梯度也 有影響。同樣的熱場在不同條件下縱向溫度梯度都不一樣，有的公司把一套熱場搬到另 外的爐子上去，什么都不變但就是成品率不高，這里要說明一點(diǎn)“條件”不同則 結(jié)果就不同。（縱向梯度不但但是熱系統(tǒng)決定，爐內(nèi)內(nèi)部條件也有影響）爐內(nèi)內(nèi)部條件穩(wěn)定性先從真空度的穩(wěn)定性著手：氬氣從爐子頂部注入，然后由真空泵從爐底管道抽出，期間帶走 一部分的雜質(zhì)和熱量，（上排氣可以有效阻止熱量的散失和減少加熱

4、器的使用率， 可以起到節(jié)能的效果）。但是由于外界不確定原因很難保持一個(gè)真空動(dòng)態(tài)穩(wěn)定比， 拉大直徑的棒子就很明顯。造成真空動(dòng)態(tài)穩(wěn)定比不穩(wěn)定可以考慮：1真空泵，泵是整個(gè)拉品過程中的“環(huán)衛(wèi)工人”，拉品過程中的揮發(fā)出來的雜 質(zhì)氧化物會(huì)混在泵油中，泵油會(huì)粘稠影響抽速。（定時(shí)換油）2氬氣的進(jìn)氣流量，這個(gè)會(huì)隨著氬氣罐氬氣多少壓力會(huì)改變。（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）。解決這個(gè)真空穩(wěn)定性可以對(duì)真空泵和氬氣流量計(jì)進(jìn)行改良：氬氣進(jìn)氣可以用MFC代替轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制流量，還有真空筏的改良，可 以用步進(jìn)堞筏，當(dāng)爐子實(shí)際壓力超出或者小于設(shè)定壓力時(shí)候，會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)定爐 壓。這樣的好處可以避免外界的干擾，使真空值相對(duì)穩(wěn)定。在這方面老美的 KAYEX爐子做的很好，浙大防KAYEX的控制柜做的也可以。現(xiàn)在國內(nèi)的光伏發(fā)展很快，從05前的幾家到現(xiàn)在的遍地開花，原先的6寸主 導(dǎo)的單品棒很難滿足