|
 |
|
|
| 水環(huán)式真空泵在直拉單晶爐上的應用 |
| 發(fā)布時間：2019/8/15 來源：重慶貴茂機械有限公司 閱讀：4194次 |
目前硅單晶的生產(chǎn)方法以直拉法（CZ）和區(qū)熔法（FZ）為主，世界上硅單晶的產(chǎn)量中70%80%是用直拉法生產(chǎn)的。常用的直拉法生產(chǎn)硅單晶工藝是采用即像真空工藝又像流動氣氛工藝的減壓拉晶工藝。減壓拉晶工藝是在硅單晶拉制過程中，連續(xù)均勻地向單晶爐爐膛內(nèi)通入情性氣做一般采用高純度的氬氣），同時真空泵不斷地從爐膛向外抽氣，保持爐膛內(nèi)真空度穩(wěn)定在（27~5.3）10屯這種工藝既有真空工藝的特點（爐膛內(nèi)保持負壓），又有流動氣氛工藝的特點（不斷充氣，不斷排氣）3.采用這種工藝可以在硅單晶生長過程中，使向爐膛內(nèi)充入的高純度氬氣氣流從上而下地貫穿整個硅單晶生長的區(qū)域及時地帶走由于高溫而產(chǎn)生出來的硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物，確保硅單晶的品質(zhì)。
根據(jù)現(xiàn)在最常用的硅單晶直拉法減壓拉晶工藝，真空系統(tǒng)一般都配備滑閥式真空泵。
因此需要定期更換真空泵油這樣做還可延長真空泵壽命。但頻繁的更換真空泵油，不但維護費用高而且在一個拉晶工藝過程中是無法實現(xiàn)的。特別是在拉重摻砷等劇毒摻雜元素的硅單晶時有一部分砷等劇毒元素融入真空泵油中使得真空泵的維護更加困難含有砷等劇毒摻雜元素的真空泵油處理是件很棘手的事。
3改進及應用結果玉1采用水環(huán)泵改進的真空系統(tǒng)考慮到正常拉晶時爐膛內(nèi)的真空度一般維持在（2.7~5.3）x103Pa雙級的水環(huán)泵芫全可以達到這個要求，因此改進的真空系統(tǒng)主泵采用水環(huán)泵；開始拉晶前要求爐膛內(nèi)的極限真空度達到67Pa以下的任務將由副泵來芫成，因此副泵仍采用滑閥泵。
改進的真空系統(tǒng)見。其工作原理是在開始工作時，拉伸腔和爐膛之間的隔離閥是打開的，副滑閥真空泵7通過旁路真空球閥3將拉伸腔和爐膛內(nèi)氣體抽出要求爐膛內(nèi)的極限真空度達到6.67Pa以下，檢查爐膛的密封性符合拉晶工藝要求；然后開始正常拉晶，氬氣通過質(zhì)量流量控制器9，上部氬氣閥門4通入拉伸腔至爐膛，關閉旁路真空球閥3和副滑閥真空泵7，打開主水環(huán)泵8通過主真空球閥1抽氣，這時可以保證爐膛內(nèi)真空度保持在（2.7~5.3）x103Pa.當拉晶過程中需要打開拉伸腔時，操作和原來的真空系統(tǒng)一樣洗打開下部氬氣閥門6，關閉上部氬氣閥門4，才能關上隔離閥，然后打開中部氬氣閥門5向拉伸腔充氣至大氣壓后，才能關閉中部氬氣閥門5，打開拉伸腔；操作芫畢后關上拉伸腔，就需要用副滑閥泵7通過副真空球閥2將拉伸腔抽至與爐膛接近的真空度，才能關閉副真空球閥2和副滑閥泵7，打開隔離閥，然后打開上部氬氣閥門4，關閉下部氬氣閥門6，回到正常拉晶狀態(tài)。
（下轉(zhuǎn)第31頁）制造技術吳秀龍（1979-）男，安徽省蕪湖市人，安徽大學電子科學與技術學院2002級碩士研究生，研究方向為微電子器件模擬與建模；柯導明（1954-）男，安徽省安慶市人，安徽大學教授，博士，碩士生導師，1992年畢業(yè)于東南大學電子工程系，長期從事半導體器件的仿真與建模，以及VLSI CAD方面的研究和教學。
（上接第19頁）這樣改進后的真空系統(tǒng)，既可以使用水環(huán)泵作為主泵，也可當旁路真空球閥3關閉的時候，使用滑閥泵作為主泵，滿足不同拉晶工藝的需要。當使用水環(huán)泵作為主泵時正常拉晶產(chǎn)生的硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物都被抽到了水環(huán)泵里，溶于水環(huán)泵的水中，水環(huán)泵的水不斷地循環(huán)更新，確保了水的清潔，使得水環(huán)泵能正常工作，不會因為拉晶時間太長，影響水環(huán)泵的工作性能，從而維持正常抽速，保證爐膛內(nèi)的真空度穩(wěn)定。排出的水經(jīng)過處理還可以重復使用，這樣不但維護方便而且費用低，特別是拉重摻砷等劇毒摻雜元素的硅單晶時，砷等劇毒摻雜元素融入水中后比較容易被分離收集少對環(huán)境影響。
立2應用結果改進的真空系統(tǒng)己經(jīng)在由美國Kayex公司和浙江大學機械廠合資的杭州凱克斯浙大機電有限公司最新設計生產(chǎn)的CG6000型全自動單晶生長爐中得到了應用，取得了很好的效果。向杭州凱克斯浙大機電有限公司購買CG6000型全自動單晶生長爐的有研硅股和浙大海納等公司都成功地使用了這種工藝，在拉大直徑、重摻雜等特殊要求的硅單晶時取得了很好的經(jīng)濟和社會效益。
|
|
| 上一篇：
真空包裝機真空泵的保養(yǎng)
|
| 下一篇：
水環(huán)真空泵在使用時經(jīng)常存在的幾大誤區(qū)
|
|
 |
|
