直拉单晶生产主要注意点.doc

从直径控制看生产单晶的主要注意点 【概述】 从直径控制可以看到目前存在的问题，如何解决这一现象或者减小不利程度，是本文去考虑的主要问题。主要内容：一、数据搜集及整理二、数据分析 三、原因分析一、直径数据的搜集整理从开始投产到现在，直径控制一直被我们忽视，要求是152154的直径，不过我们所拉制的直径一般比要求的差别大的多。除了以前几次大规模的直径细之外，我统计了一下4月份直径在156以上的晶体。列表一如下：晶体编号可用长度直径范围803007-101025155-156803013-6911155-162803005-9215156-164803006-1410157-1620804032-11034156-1630804047-1194156-1600804013-1218157-1600804042-11203156-1630804006-21020156-1590804006-3280156-1580804005-2281157-1610804010-2161157-1610804012-2158157-1610804024-2356157-1620804026-3313156-1620804028-2525156-1590804048-2498159-1630804032-2765157-1610804009-4425157-1640804041-4346156-1600804009-4425157-1640804021-4371157-1620804024-3565156-1590804009-5243159-1710804046-3200156-1590804005-4557158-1630804009-6742156-1710804013-4277157-1610804055-3466160-1610804006-6266156-1590804024-6331156-1620804032-4296156-1600804046-4629156-1580804046-4351156-1600804046-5263159-1630804007-4650158-1710804014-6357158-1620804041-6502156-1590804052-4957158-1620804013-6122157-1600804024-7613156-1580804036-4805156-1580804056-4695157-1640804007-5352156-1620804044-5 0（反型）157-1700804046-5660157-1620804015-6247156-1590804014-7215158-1630804024-8382158-1610804043-6682156-1580804051-3404156-1590804010-8266160-1630804050-5377158-1600804042-3448157-1610804055-5260159-1620804013-7219157-1610804012-8274156-1590804051-4259156-1670804057-31408157-1650804058-6210156-1600804032-7309156-1580804041-9184158-1600804042-3132157-1590804055-6565158-1620804054-6160158-1610804010-10S505158-1620804043-8526158-1680804050-6937157-160二、数据分析除了一部分直径细之外，从上表可以看出还有一大部分产品直径超出要求范围，我所统计的只是一个月的晶体直径范围在156以上的状况。从上表随便抽取一个如下：0804032-2 可用长度765，直径范围157-161，晶体重量43.01。一千克晶体153的直径下长度为23.4mm，理论上43.01千克在该直径下的长度为1006mm。该产品长度为765，很清楚少了240mm.我们可以想到我们浪费了一部分原材料。这一部分原材料再经过清洗之后又回到单晶炉内。假设投入60千克拉出55千克料按153的直径可以拉出1287的晶体，但是以156的直径为1237，每一炉少拉60mm,每一炉损失2千克的晶体，而上述两者的成晶率分别为88%和85%，少三个百分点。表面看由于直径大了，依然按照我们要求的参数拉速生长，这样是节省了能源。但是我们的产品成晶率却低了3点，这样我们实际上损失了2.5千克的晶体，60mm以1.00的速度拉需要1小时，我们得到的是节省了55KWh的电能，而浪费了从清炉到拆炉以及3个百分点的产品利用率。我们是不是该认真考虑下直径问题了？二、原因分析是的，影响直径的因素很多，从热场清理，到拉晶过程，参数准确度。每一个步骤的疏忽就可能导致该炉次的产品质量。通过以前的巡查工作，我说下我所看到的车间情况，这些都是影响直径控制直接或者间接因素，也是我们以前以及目前存在的拉晶状况。1.热场的清洁度表面看该因素是跟直径控制没关系，但是我们应该想到，热场清洁度差，势必影响了炉内的抽气质量以及热场分布，我们知道热分子运动规律，温度越高，其无规则运动越激烈，碰撞概率增大，也就是说一部分能量被吸收，影响了纵向剃度，这样我们参数的补温程度就出现误差，也就进而影响了直径控制，甚至出现断线。从我巡查过程看，出现很多次热场清理不够彻底，有几次发现主保温筒外碳毡上的挥发物没有打扫完全，遗留很多。2.热场的实际可靠性热场的合理直接关系着拉晶质量，现在我们所做的热场我不敢说是最好的，但是我觉得它在这里的大面积存在肯定了它的合理性。我们唯一要做的就是让它发挥它的最佳作用，很遗憾的是有段时间我们的大盖密封性不良，大盖碳毡破损很严重，以及热场高低的不合理性，破坏了热场的最佳分布，热场密封性能以及高低的准确性密切影响着单晶生长。因此热场的实际状态是判断以及改进的主要依据，这方面我们得密切关注。3.炉压及真空系统的好坏这个对于直径控制也是个间接因素，却也是一个很重要的拉晶条件。炉压在小范围内浮动是可以接受的,但是超过一个浮动范围必将会引起固液界面温度平衡在一个范围内的振荡,自然也就必然使的直径以及拉速出现振荡,前几天41#由于炉压很不稳定出现结晶而迫使等径500多提出。对于氩气流量定多少,炉压多少可以既不出现结晶或是跳硅,又能使结晶面热能动态平衡稳定地按照参数要求变动,是一个比较实际的实验.真空泵方面我检查过许多,最近好多次发现下腔油位比较高,有的还是满的.依我的理解一个真空泵抽气效果的好坏主要依据是它的开泵前的状态(这主要对同一品牌而言),油的清洁程度以及下腔油位的合适度是两个比较主要的因素.通过真空泵的结构我们知道假如下腔油多了,推动下腔泵油循环所作的功必将增大,而且下腔由于泵油过多使得每次抽出去的废气废渣变少,这样必将影响了炉内的环境条件.也是节流阀开度变大的原因,因此我觉得有必要再次强调下腔油位的合理性.4.拉晶过程中参数的合理与否目前拉晶工艺参数是成型的,我巡查过程中发现了好一些炉子埚升、晶升实际和设定的差值有点过大,我个人思考的结论是这样大的差值对于后期晶体生长不利。可以举一个例子,假定是154的直径，埚升是好的,为0.158mm/min,晶升实际值为1.07mm/min,但是其设定的为1.00mm/min。也就是说经过1小时埚位上升9.48mm，而晶升64.2mm，我们参数要求是晶升60mm，就是说多了4.2mm，多拉出了0.173kg,我们知道计算机是通过参数设定的斜率变化去调节补温的。我们的设定生长拉速是定死的，也就是说计算机再怎么去调节它必然要根据设定生长拉速变化率去控制，这样必然向设定拉素靠拢，但是由于前面拉速高了，温补起来了，到了后面还是比较高的拉速，这样将影响到后面的拉晶效果。也就是说它永远消除不了设定和实际差别所带来的热量差。而这一消除不了的热量差对于直径控制以及晶体生长有着不利影响。5.人为控制不良现在车间主操的直径控制理念是只要不小于152就行，这样出现的情形就是大直径的大面积存在。可以说我们把控制在152-154是可以做到的，也就是不要整个晶体都是在155或者更大。也许我们需要的时间和操作技术。6.设备的稳定性一部分炉子出现晶体扭曲现象，很多次主操由于扭曲严重开始收尾。扭曲现象的存在，使直径控制出现波动。液面晃动也是影响因素之一。 【结论】生产单晶