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1、铸锭多晶硅的工艺流程铸锭多晶硅工艺和直拉单晶工艺都属于定向凝固过程，不过 后者不需要籽晶。当硅料完全融化后，缓慢下降坩埚,通过热 交换台进行热量交换，使硅熔液形成垂直的，上高下低的温 度梯度，保证垂直方向散热，此温度梯度会使硅在锅底产生 很多自发晶核，自下而上的结晶,同时要求固液界面水平,这 些自发晶核开始长大,由下而上地生长，直到整锅熔体结晶完 毕，定向凝固就完成了，当所有的硅都固化之后,铸块再经过 退火,冷却等步骤最终生产出高质量的铸锭。冷却到规定温度 后，开炉出锭。铸锭多晶硅的优缺点 相对于直拉单晶来说,铸锭多晶硅有如下优点1、备制造简单，容易实现全自动控制。2、料比较广泛,可以利用直拉
2、头尾料、集成电路的废片以及粒 状硅料等,当然要将原工艺过程中的污染经过喷砂,腐蚀等手段清 洗干净。3、料量大，产量高，适合大规模生产.4、片大小可以随意选取i,例如6 9 0MM的方锭可以切成125 MM的方锭25个，也可切成156MM的方锭16个等。铸锭溶晶 生产大尺寸方片,但直拉法就难一些。点晶体的熔无论融化了已经变成的熔体，或尚未融化的固体都在处在同一 个温度值，尽管继续加热,温度却始终保持不变,这个温度就是晶 体的熔点。单晶硅的导热性与方向有关。 多晶硅片上有很多的晶粒,晶粒之间有明显的晶界，由于晶向各 不相同,呈现出深浅不同的色差.。直拉单晶炉的热系统及热场1、热系统直拉单晶炉的热系
3、统是指为了融化硅料，并保持在一定温度下 进行单晶生长的整个系统，它包括加热器、保温罩、保温盖、托碗（石 墨坩埚）、电极等部件，它们是由耐高温的高纯石墨和碳毡材料加工 而成的.加热系统长期使用在高温下，所以要求石墨材质结构均匀致密、 坚固、耐用，变形小，无空洞，气孔率24%,无裂纹，弯曲强度40 60M p a,颗粒度0。020。0 5m m,体积密度1.701 .80g/ cm 3,灰分 0.dy只有（dT ） s足够大时，才能使单晶硅生长产生的结晶潜热及时dy传走，散掉，保持结晶界面温度稳定。若（dT ） s较小，晶体生长产 dy生的结晶潜热不能及时散掉，单晶硅温度会增高,结晶界面温度随着
4、增高，熔体表面的过冷度减小，单晶硅的正常生长就会受到影响。若（dT）s过大，结晶潜热很快及时散掉，但是由于晶体散热快，熔体表 dy面一部分热量也散掉，导致结晶界面温度降低,表面过冷度增大,可能产生新的不规则的晶核,使晶体变成多晶；同时熔体表面过冷度增大 单晶可能产生大量结构缺陷。总之，晶体的纵向温度梯度(dT)$要 dy 足够大，但不能过大。温度梯度(dT ) L较大时，离开液面越远温度越高，即使有较小的 dy温度降低，生长界面以下熔体温度高于结晶温度，不会使晶体局部生 长较快，生长界面较平坦的，晶体生长是温定的。温度梯度(dT ) L较小时，结晶界面以下熔体温度与结晶温度相 dy差较少.熔体
5、温度波动时可能生成新晶核，凝结在单晶硅界面使单晶 硅发生晶变。晶体生长不稳定。当熔体表面较厚的一层处于实际结晶 温度(低于熔点温度)，单晶硅生长更不稳定。特殊情况下，(dT ) L是负值，即离开结晶界面越远，温度越底 dy(dT)s、熔体(dT)L和固液交界面(dT ) sL三种晶向温度梯度。 drdrdr晶体中的径向温度梯度(dT) s是由晶体的纵向、横向热传导，表面热 dr辐射以及在热场中新处的位置决定的。一般来讲，中心温度高，晶体边缘温度低,即(dT ) s0,熔体的径向温度梯度只要是靠四周的加热 dr器决定，所以中心温度低.靠近坩埚处温度高,径向温度梯度总是正数， 即(dT ) L 0
6、,重要的是熔体表面的径向温度梯度的大小，因为单晶 dr生长总是在熔体表面形成的,表面径向温度梯度过小，有时会发生放 大时埚边结晶的现象。低埚位引晶容易出现这种情况就是因为(空) drL 过小引起的。然而过大时,结晶界面不平坦容易产生新的位错，不易 长苞。在晶体生长的整个过程中，结晶界面处的径向温度梯度（空） dr s-L 是变化的。将晶体纵剖，作结晶界面显示。单晶硅放肩时,结晶界面凸向熔体（操作者在放肩时,将籽晶突然提 起，升到副室观察窗，就可以看到凸界面的情况）。凸的趋势慢慢减 弱，维持到转肩膀后不久凸界面逐渐变平。然后又由平逐渐凹下熔体, 越到尾部凹的趋势越明显。操作者有时在尾部提起晶体时,可以看到 这种凹界面.有人形象的称作Q ”界面.单晶生长从头部到尾部，结晶界面经历了由凸变为较平，由较平 变凹三个过程，也即（dT ） sL0到近于0,又变为小于0的过程。dr由于现在的装料量大,晶体直径也大，要做到结晶界面很平坦是 不容易的,然而接近平坦是可以办到的，很弱的凸界面及凹界面都可 以看成接近平坦，而且这种界面有利于二维晶核的成核及长大.总之,合理的热场,其温度分布应该满足如下条件；1、晶体中纵向温度梯度（dT ）s足够大，但不能过大，保
