多晶硅鑄錠通常分為加熱、熔料、高溫穩定、結晶、退火、冷卻等六個階段。本文介紹加熱和熔料兩個過程。 (一)加熱準備 裝好料后,再對爐內進行一遍檢查,即可開爐。一般來說,要先對爐子進行抽真空。真空泵逐級打開后,開始通電加溫。抽真空的過程雖然
(二)硅料熔化 硅料在熔化時,由于需要吸收大量的熱量,因此,在熔點附近,溫度上升會很慢。要注意,通常,硅的熔點是1414℃,但在熔化時,硅的溫度通常要高出1420 ℃,才有可能使硅順利熔化。否則,硅料可能發生熔化后,由于周圍的硅還是固體,又開始凝固的現象,這就是為什么有時溫度會出現上下反復的情況;因為,硅料在熔化時,有時局部在熔化后,溫度會超出熔點很多,但周圍可能還有沒有熔化的硅塊;當熔化的硅液流到硅塊下面后,硅塊又露出來,導致紅外測溫儀顯示的溫度又低于熔點。
這樣的現象往往持續幾個小時,持續的時間與加熱器功率有關。有時,當絕大部分硅料熔化時,還有一些較大的硅塊未熔化,一旦這些硅塊漂到測溫儀的視場中,則會發生紅外測溫儀顯示的溫度突然下降的現象,嚴重時甚至會使紅外顯示溫度低于硅液溫度50 ℃以上。此時,不要誤解為硅液又凝固了,可能只是暫時的現象而已。
解決熔化不完全的方法就是一直加大功率到硅液完全熔化為止。通常,將硅液升溫到1490 ℃,然后保持一段時間,待從紅外測溫儀看到硅液表面變得清澈以后,再開始降溫。待硅液全部熔化后,即進入真空熔煉的過程了。
(三) 粉料的熔化 在鑄錠的過程中,有時會遇到粉料。這些粉料通常是FDR循環流化床工藝中產生的。由于粉料的價格比較便宜,因此,不少鑄錠廠家希望能夠對粉料進行鑄錠。對于粉料的處理,需要十分注意。因為,粉料在大氣狀態下很容易被真空泵所產生的氣流帶起來在爐內飛揚,硅粉飛揚不僅會造成硅料的浪費,在飛揚過程中硅粉還會沾在加熱件、保溫體上,這樣,一旦這些硅粉熔化,很容易滲入石墨材料和保溫材料,導致加熱件和保溫體損壞;此外,硅粉的飛揚會隨著氣體到真空泵力,導致真空泵的損壞。因此,在對粉料的熔煉過程中,要嚴防粉料的飛揚。
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