29页PPT了解单晶硅片五大生产工序

单晶硅拉棒生产工艺流程为外购多晶硅料、石英坩埚、石墨件、氩气等原材料，经长晶工艺生产成圆柱形单晶硅棒后，切掉头尾尖端部分，即成为成品单晶硅棒。为了提高下游组件产品对玻璃、铝材等材料的利用率，项目在单晶硅棒生产完成后通过机械加工工艺将圆柱形硅棒进行切边、滚磨，形成准方形硅棒。

将新石墨件或清理好的石墨件装入单晶炉内，备好的多晶硅原料放入石英坩埚，装入炉内，关闭炉体。用真空泵将炉体抽真空（真空度3Pa)，充入氩气作为保护气，氩气通过氩气回收站回收再利用。炉体通过电加热、升温至1450°C，将多晶硅原料融化。利用籽晶引晶，并逐渐放大到直径要求范围，等径拉制单晶。炉体采用夹套循环水冷却保温。

晶体拉制结束后，停炉、冷却并开始拆炉，取出单晶棒、石英坩埚及石墨件等。将炉膛、石墨件清理好备用。石英坩埚使用一次后即不能再使用，作为固体废物由厂家回收处理；石墨件使用50次左右即不能再使用，作为固体废物统一收集后由厂家回收处理；清理出的锅底料为单晶硅在煅烧过程中残留于坩埚中的余料，其常常带有一定的石英等杂质，锅底料首先经人工去除大块石英，再经酸洗对物料表面进行腐蚀处理，再经纯水清洗、烘干、冷却，检验合格后回用或出售给铸锭厂

。

工艺流程为：

（1）加热、熔化：将装有多晶硅料的石英埚放入单晶炉内，并加入所需杂质，杂质的种类依电阻的N或P型而定，此时单晶炉必须关闭并抽成真空，并充入高纯氩气使之维持于一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度（1420℃)以上，将多晶硅料熔化。

（2）缩颈生长：当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。

（3）放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。

（4）等径生长：长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。

（5）尾部生长：在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生，必须将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。

（6）将单晶硅棒切掉头尾两端，中间部分按规定长度切断，并按照需求进行机械加工成方棒，加工过程中产生的头尾料、边皮料等统一收集后运往清洗车间，经擦拭污迹，去除杂质后，对较大的边皮料进行简单的手工破碎，破碎后的物料通过酸洗对物料表面进行腐蚀处理，再经纯水清洗、烘干、冷却、检验合格后回用。

具体操作过程如下：

（1）硅料装炉

将新石墨件或清理好的石墨件装入炉内，备好的多晶硅料放入石英坩埚，再将装好料的石英坩埚装入石墨热场，关闭炉体。

（2）设备抽真空

用真空泵将炉体抽成真空。

（3）设备升温

将设备升温，并将多晶硅料融化。

（4）引晶、拉晶