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【干货】铸造多晶硅锭常见反常问题浅析
来源:http://www.nyllet.com 责任编辑:利来国际w66 更新日期:2018-09-11 18:47

  【干货】铸造多晶硅锭常见反常问题浅析

  本文介绍了多晶硅锭出产进程中遇到的各种反常情况,剖析这些反常发作的原因,提出了一些相关的防备及改进办法。

  1、硅液溢流

  多晶硅铸锭包含加热、熔化、长晶、退火、冷却五个工艺进程,其间硅料在熔化进程中或熔化完今后可能会因其盛放的石英陶瓷坩埚决裂,从坩埚内流出,常简称硅液溢流。高温硅液体流到溢流丝上面,使溢流丝熔断,触发溢流报警,体系进入紧迫冷却。一般溢流发作在熔化阶段及长晶阶段,特别是在熔化后期及长晶初期发作的溢流最为常见。溢流今后不光意味着该炉次没有硅锭产出,并且轻则丢失几公斤硅料,重则形成热场部件的重大丢失乃至安全事故,因而溢流是多晶硅铸造最严峻也是较为常见的出产反常。形成硅液溢流的可能原因大概有以下几点。

  图1、硅液溢流形成的热场、硅料丢失惨状

  1)坩埚隐裂。用来盛放硅锭的坩埚为石英陶瓷材料,其制造办法有注浆成型和注凝成型两种办法,但不管哪种办法制造的坩埚,都会存在隐裂,气孔等缺点,这些坩埚在出厂曾经一般都会阅历两道以上的选用显影液透光查看进程,但仍可能会有漏检的坩埚,别的坩埚在运输进程中或转移进程中会遇到轰动或磕碰,都会导致坩埚发作隐裂,假如这些缺点在装料前没有检测到,很有可能在熔化进程中呈现硅液溢流现象。因而,坩埚拆箱今后,在喷涂前应该严厉检测,运用强光灯源对坩埚五个面透光检测是一种较为便利有用的办法。

  2)装料揉捏。装料进程中,接近坩埚边角的方位特别是四个竖棱角方位,假如有大块儿的硅料接近坩埚,硅料之间特别注意需求留有必定空地,一般以2cm以上最佳,一旦装料过挤,可能引发溢流发作。这是由于,硅料熔化从中上部开端,而硅的固体密度为2.33g/cm3,液体密度为2.53 g/cm3。一旦装料过于拥堵,液体硅流到坩埚底部今后可能会因温度过冷而凝结,假如没有空间供其胀大,会对坩埚壁发作揉捏效果,导致坩埚决裂溢流。越是接近边角的方位,应力越会集,越简单因装料不合理而溢流,溢流的部位实际上也往往呈现在坩埚四个立棱处邻近,硅锭脱模后仔细观察溢流方位对应坩埚内壁,常常会发现硅料揉捏氮化硅涂层和坩埚内壁的痕迹。

  3)工艺参数不合理。铸锭工艺进程中,在加热及熔化初期,热场内部温度纵向梯度相对较大,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℃以上晶相转化速率较快,过高的加热功率或升温速度会导致坩埚在纵向上晶相转化速度相差较大,坩埚壁发作较大应力,长期拉伸效果简单发作裂纹,然后引发溢流。因而,许多铸锭工艺会在1200℃左右保温一段时间,等候坩埚上下温度相对均匀后再持续升温,过大的温度梯度设置会极易引发溢流的发作。

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