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【干货】铸造多晶硅锭常见异常问题浅析

2022-11-09 03:58上一篇:如何借助传感技术加速智能家居成熟落地? |下一篇:没有了

本文摘要:本文讲解了多晶硅锭生产过程中遇上的各种异常情况,分析这些出现异常产生的原因,明确提出了一些涉及的防治及提高措施。 1、硅液溢流 多晶硅铸锭还包括冷却、熔融、长晶、热处理、加热五个工艺步骤,其中硅料在熔融过程中或熔融完了以后可能会因其鲜花的石英陶瓷坩埚裂痕,从坩埚内流入,经常全称硅液溢流。高温硅液体流到溢流丝上面,使溢流丝熔断,启动时溢流报警,系统转入应急加热。一般溢流再次发生在熔融阶段及长晶阶段,特别是在熔融后期及长晶初期再次发生的溢流尤为少见。

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本文讲解了多晶硅锭生产过程中遇上的各种异常情况,分析这些出现异常产生的原因,明确提出了一些涉及的防治及提高措施。  1、硅液溢流  多晶硅铸锭还包括冷却、熔融、长晶、热处理、加热五个工艺步骤,其中硅料在熔融过程中或熔融完了以后可能会因其鲜花的石英陶瓷坩埚裂痕,从坩埚内流入,经常全称硅液溢流。高温硅液体流到溢流丝上面,使溢流丝熔断,启动时溢流报警,系统转入应急加热。一般溢流再次发生在熔融阶段及长晶阶段,特别是在熔融后期及长晶初期再次发生的溢流尤为少见。

溢流以后不但意味著该炉次没硅锭生产量,而且轻则损失几公斤硅料,轻则导致热场部件的重大损失甚至安全事故,因此溢流是多晶硅铸最相当严重也是更为少见的生产出现异常。导致硅液溢流的有可能原因大约有以下几点。图1、硅液溢流导致的热场、硅料损失惨状  1)坩埚隐裂。

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用来鲜花硅锭的坩埚为石英陶瓷材料,其制作方式有注浆成型和录凝成型两种方式,但不论哪种方式制作的坩埚,都会不存在隐裂,气孔等缺失,这些坩埚在出厂以前一般都会经历两道以上的使用显影液透明检查过程,但仍可能会有漏检的坩埚,另外坩埚在运输过程中或运送过程中不会遇上震动或磕碰,都会造成坩埚产生隐裂,如果这些缺失在装料前没检测到,很有可能在熔融过程中经常出现硅液溢流现象。因此,坩埚拆箱以后,在喷涂前应当严苛检测,用于强光灯源对坩埚五个面透明检测是一种更为便利有效地的方法。  2)装料断裂。

装料过程中,附近坩埚边角的方位尤其是四个横棱角方位,如果有大块儿的硅料附近坩埚,硅料之间特别注意必须尚存一定空隙,一般以2cm以上最佳,一旦装料过挤,有可能引起溢流产生。这是因为,硅料熔融借此上部开始,而硅的液体密度为2.33g/cm3,液体密度为2.53g/cm3。

一旦装料过分挤迫,液体硅流过坩埚底部以后可能会因温度过冷而凝结,如果没空间可供其收缩,不会对坩埚壁产生断裂起到,造成坩埚裂痕溢流。越是附近边角的方位,形变就越集中于,就越更容易因装料不合理而溢流,溢流的部位实质上也往往经常出现在坩埚四个立棱一处附近,硅锭脱模后仔细观察溢流方位对应坩埚内壁,常常不会找到硅料断裂氮化硅涂层和坩埚内壁的痕迹。

  3)工艺参数不合理。铸锭工艺过程中,在冷却及熔融初期,热场内部温度横向梯度比较较小,坩埚中下部温度很长一段时间较低。而石英坩埚陶瓷材料在1300℃以上晶相转化成速率较慢,过低的冷却功率或加剧速度不会造成坩埚在横向上晶互为转化成速度差距较小,坩埚壁产生较小形变,长时间剪切起到更容易产生裂纹,从而引起溢流。


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