直拉单晶埚跟比长度等参数的计算.ppt

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1、直拉单晶埚跟比长度等参数的计算,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,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、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：式中：L-坐标长度，mm；D-晶体直径，mm-硅的密度，2.33g/cm3；W-晶体重量=装料量-埚底剩料量,2,坐标长度的计算,例：装料60kg，拉制154mm单晶时，若埚底料剩 料1.0kg，则 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

2、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，应该满足单晶硅生长的特点，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，那一段慢一些，这全都是由工艺设计而定的。例：设晶体长度1400mm，晶体直径为156mm，工艺要求头部拉速是2.0mm/min，尾部拉速要求1.0mm/min，第一种方法：如果设计晶体坐标长度等分为五段，每段280mm长，每段拉速降0.2mm/min，那么五段正好下降1.0mm/min，正好符合工艺要求。,拉速曲线的设定,第二种方法，拉速以一定的

3、下降趋势逐渐增大，即在200m的时，2.0mm/min；400mm的时候，1.9mm/min；600mm的时候，速率下降0.2mm/min，称为1.7mm/min.，这条曲线是一条非匀速的拉速曲线，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。,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，温度校正规律是“降温-恒温-升温-升温渐快”的变化过程。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。,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

4、籽晶提起，所以液面在坩埚中的位置是不断下降的，这就必然造成固液界面的温度梯度发生变化，给单晶生长带来困难。但如果液面下降1mm，坩埚就上升1mm，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，以保持液面在热场中的相对位置不变，称为埚升随动。但是埚升过大或过小，都可能使得液面的位置不变，怎样保证合适的埚升。,埚升速度的计算,生长出的晶体质量：式中：S-晶体拉速；t-生长时间；S-固体Si密度；晶体直径补充的液体质量：式中：S坩埚随动速度；t-生长时间；L液态Si密度；坩 埚内径让wS=wL，化简后得：固态S

5、i的密度是2.33g/cm3，液态Si的密度是2.5g/cm3，代入也就是：,埚升速度的计算,例：测得305坩埚内径为288mm，晶体直径为78mm，当籽晶提拉速度为2.0mm/min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、埚升实际值与显示值也可能有误差，那么计算值投入自动后，坩埚跟随速度可做适当修正，以更好地符合实际情况。,问答计算,1.分别计算下6.5寸和8寸的棒子在1Kg料的情况下能拉的长度。2.计算18寸的石英坩埚拉制6.5寸的棒子，头部拉速1.5mm/min时，坩埚随动应为多少？,谢 谢！本次理论考试在下周培训前40分钟；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头方式的予以传递，以便我们工作的成长和改进！,