[发明专利]一种用于单晶炉自动化系统拉晶的工艺

说明书

本发明公开了一种用于单晶炉自动化系统拉晶的工艺，包括以下步骤：开始自动拉晶、检漏、熔料、熔接、自动引晶、手动引晶、放肩、转肩、等径、收尾、停炉、煅烧、降籽晶稳定化Ⅰ、降籽晶、取渣、取段、普通隔离、AB段隔离、副室净化、稳定化Ⅱ、压力化、复投、料筒提出和冷却保护，通过新增复投、料筒提出、取渣、稳定化、熔接、自动快速收尾和取段隔离部分工序的自动化综合控制，提高设备操作性，降低了原操作流程对人的依赖性，实现解放人力，节省大量人力物力，配合二次加料，提高单炉装料量，还可以缩短拉晶时间，减少能耗，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及拉晶工艺相关技术领域，具体为一种用于单晶炉自动化系统拉晶的工艺。

背景技术

单晶硅具有准金属的物理性质，具有显著的半导电性，是半导体元件加工的主要原料，现有的拉晶工艺通常是通过单晶炉对硅料进行加热熔化，在合适的温度下，经过籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤完成单晶硅柱状成品的拉制。

目前单晶炉拉晶过程对人员依赖度大，且生长炉操作界面相对复杂，设备自动化程度相对较低，初学者需要掌握整套拉晶流程操作至少需要3-6个月，为解决以上问题，目前已有部分长晶厂家研发自动化控制技术进行长晶，但自动化控制程度普遍不高，取渣、调温、取段、快速收尾等通常均需手动操作，没有系统地进行晶体生长的自动化综合控制方法，需要较多的人员配置，加上单炉装料量有限，拉晶时间较长，能耗较高，这些都会影响到拉晶成本。

针对上述问题，在原有用于单晶炉拉晶工艺的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于单晶炉自动化系统拉晶的工艺，以解决上述背景技术中提出自动化程度不足，单炉装料量有限，拉晶时间较长，能耗较高，影响拉晶成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于单晶炉自动化系统拉晶的工艺，包括以下步骤：开始自动拉晶、检漏、熔料、熔接、自动引晶、手动引晶、放肩、转肩、等径、收尾、停炉、煅烧、降籽晶稳定化Ⅰ、降籽晶、取渣、取段、普通隔离、AB段隔离、副室净化、稳定化Ⅱ、压力化、复投、料筒提出和冷却保护；

(1)取单晶和籽晶，进行检漏，真空过滤器和炉室清扫，安装石墨件、硅料和籽晶进行准备工作；

(2)进行冲氩气、升功率和融料，打开主室阀，打开氩气流量阀，使氩气流量在20-30L/min，使炉内压力在1000-1500Pa，功率每0.5小时增加一次；

(3)进行引晶、放大、放肩、转肩和等径具体拉晶流程，配合二次加料系统对单炉装料量进行增加，还可以缩短拉晶时间，减少能耗。

优选的，所述复投流程包括将二次加料筒挂在安装在重锤上的挂壁上，清理干净旋回副室稳定后，打开副真空泵，进行复投工艺，自动进行副室净化，副室净化完成后，打开隔离阀，料筒位置偏移至设定位置，复投完成。

优选的，所述料筒提出流程包括操作人员将料桶内原料加完后，开始料筒提出工艺，将料筒上升至设定位置，到达该位置后自动关闭隔离阀，以设定的压力维持保压一段时间后，充至常压，自动提升副室至旋转位置，旋开副室至与炉体垂直，降料筒至设定位置，料筒提出完成。

优选的，所述取渣流程包括粘渣粘牢后，开始取渣工艺，晶体自动上升至设定位置，再以设定拉速向上提升，再向上偏移至指定位置，手动关闭隔离阀隔离。

优选的，所述稳定化和熔接流程包括加料完成后打开隔离阀，埚位手动调整至引晶埚位，晶转为引晶要求晶转，功率降至引晶功率左右，开始稳定化工艺，稳定化完成后，根据液面温度实际检测值，选择适当时机将籽晶插入溶液面自动熔接、稳温，该功能通过安装在副室顶部的液面测温仪来实现，同时在自动稳温前先手动稳好温度，进入引晶前校准下液面温度，并记录校准系数。