直拉单晶埚跟比长度等参数的计算.ppt

《直拉单晶埚跟比长度等参数的计算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直拉单晶埚跟比长度等参数的计算.ppt（11页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 直拉单晶埚跟比直拉单晶埚跟比长度等参数的计算长度等参数的计算主讲人：牛 冬 梅培训对象：单晶操作工 2010-10-17 坐标长度的计算坐标长度的计算直拉单晶炉的拉速、温校曲线都是以晶体生长的长度为坐标设定的，直拉单晶炉的拉速、温校曲线都是以晶体生长的长度为坐标设定的，投入自动后，它们就以长度为坐标，自动按设定曲线（拉速、温校、投入自动后，它们就以长度为坐标，自动按设定曲线（拉速、温校、转速）进行控制。不同装料量、不同直径的单晶，其坐标长度是不同转速）进行控制。不同装料量、不同直径的单晶，其坐标长度是不同的，所以必须进行计算，公式如下：的，所以必须进行计算，公式如下：式中：式中：L-坐标长度

2、，坐标长度，mm；D-晶体直径，晶体直径，mm-硅的密度，硅的密度，2.33g/cm3；W-晶体重量晶体重量=装料量装料量-埚底剩料量埚底剩料量2坐标长度的计算坐标长度的计算例：装料例：装料60kg60kg，拉制，拉制154mm单晶时，若埚底料剩单晶时，若埚底料剩 料料1.0kg，则，则 这个长度是在假设整个晶体重量（包括收尾部分）都是按这个长度是在假设整个晶体重量（包括收尾部分）都是按照等径计算的，实际上从转肩清零开始计长，晶体的等径照等径计算的，实际上从转肩清零开始计长，晶体的等径实际长度不会超过以上计算的坐标长度，就应该进入收尾实际长度不会超过以上计算的坐标长度，就应该进入收尾程度了，所

3、以用此长度作为拉速、温校的坐标长度足够了程度了，所以用此长度作为拉速、温校的坐标长度足够了。拉速曲线的设定拉速曲线的设定拉速曲线的设定，应该满足拉速曲线的设定，应该满足单晶硅生长的特点单晶硅生长的特点，即拉速应该是，即拉速应该是从头到尾逐渐下降，是匀速下降，还是变速下降，那一段快些，从头到尾逐渐下降，是匀速下降，还是变速下降，那一段快些，那一段慢一些，这全都是由工艺设计而定的。那一段慢一些，这全都是由工艺设计而定的。例：设晶体长度例：设晶体长度1400mm1400mm，晶体直径为，晶体直径为156mm，工艺要求，工艺要求头部拉速是头部拉速是2.0mm/min，尾部拉速要求，尾部拉速要求1.0m

4、m/min，第一种方法：如果设计晶体坐标长度等分为五段，每第一种方法：如果设计晶体坐标长度等分为五段，每段段280mm长，每段拉速降长，每段拉速降0.2mm/min，那么五段正好，那么五段正好下降下降1.0mm/min，正好符合工艺要求。，正好符合工艺要求。拉速曲线的设定拉速曲线的设定第二种方法，拉速以一定的下降趋势逐渐增大，即在第二种方法，拉速以一定的下降趋势逐渐增大，即在200m的时，的时，2.0mm/min；400mm的时候，的时候，1.9mm/min；600mm的时候，速的时候，速率下降率下降0.2mm/min，称为，称为1.7mm/min.，这条曲线是一条非匀，这条曲线是一条非匀速的

5、拉速曲线，是一条折线。速的拉速曲线，是一条折线。从图中可以看出，；两条曲线的下降速率不同，根据不同的工从图中可以看出，；两条曲线的下降速率不同，根据不同的工艺要求可以设计不同的拉速曲线，而自动控制额度目标就是要艺要求可以设计不同的拉速曲线，而自动控制额度目标就是要使实际拉速尽量符合这条曲线，满足工艺要求。使实际拉速尽量符合这条曲线，满足工艺要求。BA温校曲线的设定温校曲线的设定从转肩到拉晶完毕为了维持单晶硅的等径生长，温度校正从转肩到拉晶完毕为了维持单晶硅的等径生长，温度校正规律是规律是“降温降温-恒温恒温-升温升温-升温渐快升温渐快”的变化过程。的变化过程。降温的一段晶体不长，恒温的一段更短

6、一些，以后就转入降温的一段晶体不长，恒温的一段更短一些，以后就转入升温过程。升温过程。埚升速度的计算 晶体在生长过程中，由于液态不断地转化为固态而被籽晶晶体在生长过程中，由于液态不断地转化为固态而被籽晶提起，所以液面在坩埚中的位置是不断下降的，这就必然造提起，所以液面在坩埚中的位置是不断下降的，这就必然造成固液界面的成固液界面的温度梯度温度梯度发生变化，给单晶生长带来困难。但发生变化，给单晶生长带来困难。但如果液面下降如果液面下降1mm，坩埚就上升，坩埚就上升1mm，那么液面在热场中的，那么液面在热场中的相对位置就没有变化，固液界面稳定，有利于单晶生长。所相对位置就没有变化，固液界面稳定，有利

7、于单晶生长。所以，当转肩完进入等径生长时，应及时开启埚升，并给予一以，当转肩完进入等径生长时，应及时开启埚升，并给予一定的上升速度，以定的上升速度，以保持液面在热场中的相对位置不变保持液面在热场中的相对位置不变，称为，称为埚升随动。埚升随动。但是埚升过大或过小，都可能使得液面的位置不变，怎样但是埚升过大或过小，都可能使得液面的位置不变，怎样保证合适的埚升。保证合适的埚升。埚升速度的计算生长出的晶体质量：生长出的晶体质量：式中：式中：S-晶体拉速；晶体拉速；t-生长时间；生长时间；S-固体固体Si密度；密度；晶体直径晶体直径补充的液体质量：补充的液体质量：式中：式中：S坩埚随动速度；坩埚随动速度

8、；t-生长时间；生长时间；L液态液态Si密度；密度；坩坩 埚内径埚内径让让wS=wL，化简后得：，化简后得：固态固态Si的密度是的密度是2.33g/cm3，液态，液态Si的密度是的密度是2.5g/cm3，代入也就是：，代入也就是：埚升速度的计算例：测得例：测得305坩埚内径为坩埚内径为288mm，晶体直径为，晶体直径为78mm，当籽，当籽晶提拉速度为晶提拉速度为2.0mm/min时，坩埚随动应为多少？时，坩埚随动应为多少？由于晶体直径的测量可能有误差，晶升、埚升实际值与由于晶体直径的测量可能有误差，晶升、埚升实际值与显示值也可能有误差，那么计算值投入自动后，坩埚跟显示值也可能有误差，那么计算值

9、投入自动后，坩埚跟随速度随速度可做适当修正可做适当修正，以更好地符合实际情况，以更好地符合实际情况。问答计算1.分别计算下分别计算下6.5寸和寸和8寸的棒子在寸的棒子在1Kg料的情况料的情况下能拉的长度下能拉的长度。2.计算计算18寸的石英坩埚拉制寸的石英坩埚拉制6.5寸的棒子，头部寸的棒子，头部拉速拉速1.5mm/min时，坩埚随动应为多少？时，坩埚随动应为多少？谢谢 谢谢！本次理论考试在下周培训前本次理论考试在下周培训前40分分钟；个人对工艺技术中心有什么意钟；个人对工艺技术中心有什么意见和建议，欢迎大家通过书面和口见和建议，欢迎大家通过书面和口头方式的予以传递，以便我们工作头方式的予以传递，以便我们工作的成长和改进！的成长和改进！