排气对单晶棒拉制过程的影响
模具的排气_杨春旭
(#)在低发泡成型的过程中 %由于注射压力低 %不 能完全靠注射压力来排气%模腔中排出气体的量大%融 料中产生的发泡气体至少要有 &"’多余的而需要排出 模腔外%不排出会产生充填不足的缺陷&
图 + 浇口处设置排气槽
$ 结束语
通过以上的分析& 对于特殊模具排气问题是必须 具备的&排气的方法应根据具体产品大小(形状以及模 具的结构决定& 这对于同类产品的模具设计有一定的 参考和借鉴作用’
图 * 排气栅排气
"模具制造#!""# 年第 ! 期
参考文献
& 许发樾% 冲模设计应用实例,-.% 机械工业出版社&!""&% ! 塑料模具设计手册编写组% 塑料模具设计手册,-.% 机械工业
!!模 具 制 造 技 术!
模具的排气
哈尔滨模具厂(哈尔滨 $&)"!*) 杨春旭
*摘要+针对典型模具不排气会产生很多的缺陷%分析了多种模具的排气方法%满足了工件的 表面质量及精度的要求& 关键词 排气 模具 缺陷
$ 引言
在设计拉伸模$注射模$压塑模$吹塑模等模具的 过程中%必须考虑模具的排气问题%如果不考虑模具的 排气%模腔内的气体就不能顺利的排出%使工件产生很 多的缺陷%从而影响了工件的质量& 各种模具不排气会 产生的缺陷’
$#%在 浇 口 处 也 可 设 置 排 气 槽 & 这 样 能 减 少 从 型 腔 中排出的气体量&如图 + 所示’
单晶硅棒的拉晶速度
单晶硅棒的拉晶速度【原创实用版】目录1.单晶硅棒的概述2.单晶硅棒的拉晶过程3.拉晶速度对单晶硅棒质量的影响4.提高拉晶速度的方法5.结论正文一、单晶硅棒的概述单晶硅棒是半导体材料中的一种，具有优良的电学性能和良好的机械强度。
在半导体产业中，单晶硅棒被广泛应用于生产集成电路、光电子器件等领域。
单晶硅棒的制作方法主要有直拉法和浮动区熔法等，其中直拉法是最为常见的一种。
二、单晶硅棒的拉晶过程单晶硅棒的拉晶过程是指通过一定的方法，在多晶硅原料中生长出单晶硅棒的过程。
这个过程主要分为两个阶段：熔化和拉晶。
在熔化阶段，多晶硅原料被加热至高温，使其熔化成硅熔体。
在拉晶阶段，将单晶硅种浸入硅熔体中，并通过连续地提升晶种移动离开硅熔体表面，在移动过程中生长出单晶硅棒。
三、拉晶速度对单晶硅棒质量的影响拉晶速度是影响单晶硅棒质量的重要因素。
拉晶速度过快，容易导致硅棒内部产生缺陷、杂质和应力，影响其电学性能和机械强度；拉晶速度过慢，则容易导致硅棒生长不均匀，影响其形状和尺寸。
因此，在拉晶过程中，需要合理控制拉晶速度，以保证单晶硅棒的质量。
四、提高拉晶速度的方法要提高拉晶速度，可以从以下几个方面入手：1.优化熔体成分：通过调整熔体中的硅、氧、碳等元素的比例，使其达到最佳的熔化和生长条件，从而提高拉晶速度。
2.提高熔体温度：适当提高熔体温度，可以降低硅熔体的粘度，提高拉晶速度。
3.优化拉晶工艺：采用合适的晶种、坩埚和拉晶速度等参数，以提高拉晶过程的稳定性和生长速度。
4.使用高效真空泵：提高真空泵的抽速，可以加快氩气的循环速度，从而提高拉晶速度。
五、结论总之，单晶硅棒的拉晶速度是影响其质量的关键因素。
单晶硅棒拉制工艺流程
单晶硅棒拉制工艺流程一、单晶硅生产1. 原料准备：将高纯度的二氧化硅颗粒和氧气置于石棉炉中进行还原反应，生成高纯度的硅气体SiH4。
2. 气相沉积：将SiH4气体输送至石棉炉中，通过化学气相沉积(CVD)的方法，在高温环境下使得硅原子逐渐沉积在单晶硅硅片上。
3. 晶体生长：通过将硅片置于高温石棉炉中，使其逐渐形成单晶体。
4. 切割：将单晶硅片切割成小块，供后续的拉丝工艺使用。
二、单晶硅条准备1. 清洗：将单晶硅块进行去除表面杂质的清洗处理，以保证后续工艺的纯净度。
2. 熔融：通过将分别混合硅块放入石棉炉中进行高温熔融，使硅块达到适当的液态状态。
3. 拉丝：将熔融的硅块通过拉丝机械拉制成细长的单晶硅条。
4. 弯曲：将拉制的单晶硅条进行适当的弯曲处理，保证后续加工的顺畅性。
三、单晶硅棒拉制1. 大气氧化：将单晶硅棒通过高温处理和氧化处理，使其表面形成硅氧化物保护层，以防止外界杂质对单晶硅的影响。
2. 涂覆液位控制：将单晶硅棒通过涂覆技术进行表面处理，以保证拉制过程中的精确控制。
3. 加热处理：将硅棒通过加热处理，使其达到适当的软化状态，以便后续的拉丝工艺。
4. 拉丝：将加热处理后的硅棒通过拉丝机进行拉制，并且在拉制过程中不断调整温度和拉力，以保证拉丝的顺利进行。
5. 晶棒抽拉：将拉制后的硅棒进行顶部拉制，使得硅棒逐渐变细，同时保证拉制的均匀性和纯净度。
6. 切割：将拉制好的单晶硅棒进行适当的切割，得到符合要求的单晶硅片。
四、单晶硅棒清洗和包装1. 清洗：将单晶硅片进行去除表面杂质的清洗处理，以保证其最终产品的纯净度。
2. 检测：对清洗后的单晶硅片进行严格的质量检测，确保产品的质量和规格符合要求。
3. 包装：对通过检测的单晶硅片进行适当的包装，并进行标签贴标，以便产品的追踪和管理。
以上就是单晶硅棒拉制工艺流程的详细步骤，通过这些步骤，我们可以得到高质量的单晶硅产品，满足各种行业的需求。
单晶硅拉制设备中的温度梯度控制技术研究
单晶硅拉制设备中的温度梯度控制技术研究单晶硅拉制是制备高纯度硅晶片和太阳能电池的关键工艺之一。
在单晶硅拉制过程中，温度梯度控制技术是确保晶体质量和生产效率的重要因素。
本文将对单晶硅拉制设备中的温度梯度控制技术进行研究和分析，从而提高单晶硅的质量和生产效率。
一、单晶硅拉制工艺简介单晶硅拉制工艺是将高纯度的硅液逐渐冷却结晶，形成单晶硅棒的过程。
整个过程包括预成核、生长和拉制三个阶段。
在预成核阶段，通过引入适当的预成核剂和控制温度，使硅液中的Si原子在合适的条件下形成晶核，为后续的生长提供良好的晶体基础。
在生长阶段，通过控制下拉速度和温度梯度，使硅熔液中晶体不断生长并逐渐变细、变长，形成单晶硅棒。
在这个过程中，温度梯度的控制非常重要，它会影响晶体的生长速度、取向和质量。
在拉制阶段，将生长出的单晶硅棒通过ICZ（Induction Coupled Zone）法加热，并在特定的温度下拉制成硅片。
该阶段的控制主要依赖于加热功率和拉速的控制。
二、温度梯度的作用温度梯度是指沿晶体生长方向上的温度变化率。
它对单晶硅拉制过程中的晶体生长、结晶速度和晶格缺陷有着重要的影响。
1. 晶体生长速度：温度梯度通过对晶体的生长速度进行调控，可以控制晶体的径向生长速度，从而影响单晶硅棒的直径和形状。
2. 晶体结晶速度：温度梯度控制着晶体的结晶速度，通过调节温度梯度可以控制晶体的结晶形态和晶粒尺寸，进而影响单晶硅的质量。
3. 晶格缺陷：温度梯度的大小和均匀性会影响晶体内部的晶格缺陷分布，高温区域有利于晶体的自愈修复作用，低温区域则可以减缓晶体内部缺陷的扩散，从而实现晶体结构的改善。
三、温度梯度控制技术为了实现单晶硅拉制过程中温度梯度的精确控制，需要依靠先进的控制技术和设备。
1. 透明套管炉控制技术透明套管炉是单晶硅拉制中常用的加热设备之一。
它采用透明的石英套管，可以实时观测晶棒的生长情况。
通过控制套管内的电加热线圈温度，可以精确地控制拉制过程中的温度梯度。
拉晶中的注意事项
拉晶中的注意事项一取晶棒1取晶棒之前一定要对单晶炉进行热检并做好记录(热检的泄露率一般情况下要比加热前低）。
2充氩气开炉时要控制其流量，防止流量过大时晶棒晃动。
3使晶棒完全进入副室，盖住隔离阀后方可上升副室（有时由于晶棒太长，籽晶已达硬限位时，晶棒还未完全进入副室，我们应该先不要上升晶棒，应先提升副室，等副室达上限位时才提升晶棒）。
这样做的目的是防止机械震动引起掉棒砸坏热系统4副室达上限位时将挡板移至副室正下方，在移动副室往左旋转的过程中一定注意不要让晶棒碰到副室内壁（最好戴上高温手套扶住晶棒的尾部）。
5下降晶体使晶棒准确无误的进入取晶器中(禁止打自动下降籽晶)，防止晶棒碰铁之类的物体(由于热应力使晶体内部产生内裂，从而在切片过程中出现裂纹，崩边，碎片等)。
当下降籽晶使籽晶绳承受力达一定值时停止下降，一个人扶住取晶器，一个人戴上高温手套扶住晶棒，一个人左手抓住重锤，右手拿籽晶钳往细颈处最细的地方剪断（应垂直于细颈处平行剪断，即呈现90度夹角）。
6将晶棒移至规定区域自然冷却，一定不要放在空调，风扇，风机，经常开门和窗等通风处。
7下降籽晶绳检查其是否有毛刺，褶痕等（一有问题应立即更换籽晶绳，对于留在副室内的籽晶绳应用手电去照）。
二拆炉准备好拆炉所需工具，按正确的方法依次取出石墨件，防止人被烫伤与石墨件的损坏（缺角，摔坏等）。
三清炉1仔细检查石墨件有无裂纹等（尤其是加热器，连杆，托盘，石墨坩埚和导流筒），对照石墨器件跟踪单查看各部件的使用寿命，确定某些部件是否需要更换。
2做好小清炉记录，达到工艺要求规定多少炉需要大清时方便计算总共进行了多少次小清，是否达到大清要求（换油也是如此）。
3清扫大罐时一定要做到定炉定罐的清扫，切记不要打开旁边单晶炉的大罐。
4当达到工艺要求需要大清炉时，在清扫坩埚轴处的波纹管时，一定要将‘O’型密封圈完全放入槽内，否则在紧固螺丝时会压断‘O’型密封圈。
5抽气管道一定要清扫干净，使其下一炉排气通畅，否则排气不畅使单晶很难拉制，甚至只有作停炉处理（因管道堵塞没法排气，使二氧化硅在炉内聚集，使观察窗与CCD窗口越来越模糊，直至看不清）。
单晶硅棒在拉制中的影响因素
第一篇单晶硅棒在拉制中的影响因素一热循环的通畅热循环就是气流的循环，从氩气输进到被真空泵抽走的一个循环过程。
它的外在显示值即炉压（真空泵的抽速与氩气输入量的平衡值）组成部分，1 氩气调节整个单晶硅棒拉制中热循环的流量和流速，是在拉晶过程中不可缺少的保护气体。
（属性惰性气体特点不易燃烧）2 真空泵稳压持续抽走炉内的气体挥发物，保持炉内真空平衡。
由这两个系统所组成热循环系统的作用：有效的带走炉内沉积的挥发物，防止石墨器件及热场的氧化增加使用寿命。
增强成晶硅溶面与内溶液温度差提高成晶速度。
降低单晶硅棒在生产过程中的氧碳含量等，从而提高公司的产品质量。
二处于最良好状态下的热场热场的作用效果是单晶生产中最奥义的地方，可以这么说要是能有一套完美的生产热场，公司的成本成品率将是质的飞跃。
1 良好的保温部分， A 热场中石墨保温筒连接的严密程度,B 保温碳毡缠在保温筒的均匀度和紧密度。
2 良好状态下的成晶温梯度由轴向梯度（在热场内平面的整个温度值）和纵向梯度（在热场中纵面的整个温度值）交错所组成的成晶梯度温差网是否能够达到我们的要求，主要体现在，成晶速度快且均匀成晶状态好且稳定。
三稳定的电控系统动力电是我们生产中不可缺少的组成部分，其作用和使用费用也是我们单晶生产中的重大资源开销。
组成部分：1 整流柜（组成变压器快速熔断器可控规等）功能调节电压把三项交流电转化为我们需要的可调直流电，2 功率补偿柜（组成熔断器接触器电感线圈等）功能降低无用损耗，提高功率因素。
3 晶体生长控制柜调节用电的功率（电流电压）由这三个部分组成拉可持续供电切稳定性非常强的电控系统。
四合理的单晶拉制工艺的设定工艺的设定是根据具体的炉型热场的不同，从而不断对其生产自动流程的设定改进。
1 拉速工艺随着硅溶液在拉制过程中越来越少散热量越来越大，温梯差减小成晶速度减慢，为拉保持目标直径，的所以通过降低拉速拉进行调节，A初始拉速的设定。
B降拉速的幅度。
单晶拉制工岗位职责
单晶拉制工岗位职责单晶拉制工是在半导体材料制备过程中重要的职位之一，他们负责从原材料开始，通过拉制过程将单晶材料生长成薄片或棒状物。
他们需要掌握专业知识和技能，以确保材料的质量和性能符合要求。
以下是单晶拉制工岗位的主要职责：1. 原材料准备：单晶拉制工需要熟悉所使用的原材料，包括化学药品、溶液和其他所需材料。
他们必须了解不同材料的性质和用途，并确保原材料的质量和数量充足。
此外，他们还需要制定相关的安全操作规程，以确保操作的安全和可靠性。
2. 生长过程控制：单晶拉制工需要熟悉单晶生长的原理和技术，掌握拉制设备的操作和调节。
他们需要根据工艺要求，调整加热、气氛气流和其他参数，以控制单晶的生长速率和质量。
他们还需要进行实时监控和调整，以确保生长过程的稳定性和一致性。
3. 质量控制：单晶拉制工需要负责检查和评估生长的单晶材料的质量和性能。
他们需要熟悉相关的质量标准和测试方法，并使用适当的测试设备和工具进行测试和分析。
如果发现质量问题，他们需要及时采取纠正措施，并记录和报告相关的数据和结果。
4. 设备维护：单晶拉制工需要负责维护和保养拉制设备。
他们需要定期检查和清洁设备，确保其正常运行和稳定性。
如果发现设备故障或异常，他们需要及时通知维护人员进行修理和维护。
此外，他们还需要制定设备维护计划和操作规程，并培训其他操作人员。
5. 安全和环境保护：单晶拉制工需要严格遵守安全操作规程，并确保工作环境的安全和卫生。
他们需要正确使用个人防护装备，避免和防止事故和污染的发生。
如果发生事故或环境污染，他们需要立即报告并采取相应的应急措施。
6. 知识更新和团队合作：作为一个专业技术人员，单晶拉制工需要不断学习和更新相关的知识和技能。
他们需要关注行业的最新发展和技术趋势，参加培训和研讨会，以提高自己的专业水平。
此外，他们还需要与其他团队成员和相关部门进行有效的沟通和合作，以确保工作的顺利进行。
总之，单晶拉制工是半导体制备过程中不可或缺的一环，他们负责控制单晶材料的生长过程，确保质量和性能符合要求。
直拉单晶硅工艺流程
直拉单晶硅工艺流程1. 原料准备直拉单晶硅工艺的第一步是原料准备。
通常使用的原料是高纯度的二氧化硅粉末。
这些二氧化硅粉末需要经过精细的加工和净化，以确保最终制备出的单晶硅质量优良。
2. 熔炼接下来是熔炼过程。
将经过净化的二氧化硅粉末与掺杂剂（通常是磷或硼）混合，然后放入石英坩埚中，在高温高压的环境下进行熔炼。
熔炼过程中，二氧化硅和掺杂剂会发生化学反应，形成多晶硅。
3. 晶棒拉制在熔炼完成后，需要进行晶棒拉制。
这一步是直拉单晶硅工艺的核心步骤。
首先，将熔融的多晶硅放入拉棒机中，然后慢慢地将晶棒拉出。
在拉制的过程中，需要控制温度和拉速，以确保晶棒的质量和直径的均匀性。
4. 晶棒切割拉制完成后，晶棒需要进行切割。
通常使用线锯或者线切割机对晶棒进行切割，将其切成薄片，即所谓的晶圆。
晶圆的直径和厚度可以根据具体的需要进行调整。
5. 晶圆抛光切割完成后，晶圆表面会有一定的粗糙度，需要进行抛光。
晶圆抛光是为了去除表面的缺陷和提高表面的光洁度，以便后续的加工和制备。
6. 接触式氧化晶圆抛光完成后，需要进行接触式氧化。
这一步是为了在晶圆表面形成一层氧化层，以改善晶圆的电学性能和机械性能。
7. 晶圆清洗最后，晶圆需要进行清洗。
清洗过程中，会使用一系列的溶剂和超声波设备，将晶圆表面的杂质和污垢清洗干净，以确保晶圆的纯净度和光洁度。
通过以上步骤，直拉单晶硅工艺就完成了。
最终得到的单晶硅晶圆可以用于制备太阳能电池、集成电路和光电器件等各种应用。
直拉单晶硅工艺流程虽然复杂，但可以制备出质量优良的单晶硅，为半导体产业的发展提供了重要的支持。
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排气对单晶棒拉制过程的影响
[摘要]在单晶生长过程中，单晶炉的排气问题对拉晶起着关键的作用。
单晶炉排气路线是氩气经过副室，进入主炉室，带走拉晶过程中挥发杂质，经过排气管道--开关阀--节流阀-滤尘筒-电磁阀进入真空泵，最后从排气管道排出。
导致排气不畅的原因很多，排气不畅会导致产生出来的杂质无法及时带走，引起断棱，拉晶失败。
在实际生产中会遇到很多排气不畅的问题很多，最明显的现象是节流阀开度达到100%，室腔内有可见杂质产生。
常见的现象有：炉壁上盖附着杂质较多、真空管路中杂质较多、炉底附着杂质较多，如下图：
【关键词】杂质；排气
一、影响排气的原因
什么原因会引发杂质的数量？答案有很多，比如：硅料熔化，硅液挥发，烤料，晶体回熔或者拉晶过程中造成的杂质挥发，热场保温等原因。
而炉体内压力以及氩气的流量和流动方向直接影响杂质的排放量。
其中怎样控制杂质蒸发量，是在生产中维持排气畅通的关键因素之一。
1、杂质蒸发
无论液体或者熔体，在合适的温度下，溶剂和熔质总是要蒸发，特别是在真空条件下，蒸发现象尤其显著，因此，蒸发必定影响溶质在溶液的分布和溶液的杂质浓度。
液体表面积大，相同时间里从液面逸出的微粒数增多。
所以，液体表面越大，蒸发越快。
温度升高，液体微粒运动的速度增大，能够从液面逸出的微粒增加，所以液体的温度愈高，蒸发速度愈大。
真空中进行蒸发时，蒸发速度与液面上气压成反比例增大。
必须指出：液体在某温度的饱和蒸发压决定于液体性质，温度和液体表面曲率，与液体上面其它气体压力无关。
解决措施：控制热场保温，降低化料、挥发功率，挥发过程防止液面沸腾。
控制化料期间氩气流量，不能过低，便于更好的将杂志挥发物带走。
2、氩气流向、压力不合适对排气造成的影响
正常情况下氩气如图箭头标识所示，通过副室经过导流筒，到液面，带走液体表面挥发出的杂质，经过导流筒、加热器通过管道排气口排出炉腔。
如果热场状态密封良好，单向流畅的流向是杂质被顺利带走的关键。
但是如果氩气流量不足，会造成杂质不能被气流带出腔体，导致杂质沾粘在导流筒外壁或腔室内壁，氩气再次吹过此处时，杂质掉落液面，引起晶体断棱。
但是还有一种排气不畅的情况：由于导流筒与上保温盖，上保温盖与主炉室内壁等出现缝隙，气流会出现上浮，通过主炉室、炉底进入了排气管道，形成副气流，氩气在进入导流筒之前已经出现了气体分流，一部分气体通过导流筒上经过炉壁、炉底进入排气管道，一部分气体仍然通过原来的路径进行排气，由于分流作用液体表面排气减弱，向上挥发，从而出现了排气不畅，拉晶断线。
从现象上氩气进气正常，节流阀开度正常，但从视窗看到雾气，成晶困难，导流筒上沉积着一层杂质，主、副室内壁沉积杂质较多，出炉对各个部分进行检查，管道、节流阀工作正常、真空泵正常，滤尘筒正常，需要从现象出发分析出现此类情况的原因，导流筒、副室部分出现杂质，说明杂质挥发到了导流筒和副室上，导流筒和副室处气流不畅，可能气流过慢、可能气流方向紊乱，如果杂质气体上升会导致上部（副室处）压力增大，这时增加压差使流量顺畅，所以可能气流上升后从其他路径排出，形成副回流。
通过对整个热场进行检查，同时发现主室壁、炉底附着杂质较多，且呈气流状分布，这是部分杂质流经方向。
在大多数排气不畅的情况是节流阀缓慢上升，最终节流阀开度达到100%。
炉内压力上升，在进气量保持一致的前提下，如果杂质过多，会导致节流阀处杂质沉积或杂质在排气管道内由于冷凝结沉积过多，减少排气扣的排气面积，气体可通过的面积变小，进气大于出气，最终会使压力上升，排气不畅，硅液表面挥发出的杂质不能被有效带走，导致拉晶断线，甚至整根无法成晶。
如果是这个原因就需要将副排气的路径堵住，问题即可解决。
共有三处关键点，一处是用保温硬粘将导流筒与上盖结合处，上盖与主室结合处，炉底底面和炉底盖之间的缝隙堵住，将导流筒、上保温盖夹层空间放满碳粘、适量增加低部保温毡（需要根据实际情况结合工艺考虑），这样可以降低气流紊乱的现象。
3、设备除尘系统问题
在单晶生产中，除尘筒内的滤芯起到关键作用。
滤芯可以阻挡杂质进入真空泵内，提高真空泵油的更换次数以及提高真空泵的使用寿命。
滤芯也分多种，较常见的一种是圆柱型筒状滤芯，一般这样的滤网过滤面积较小，一种是褶皱面滤芯，此种滤芯过滤面积大，可以起到更好的过滤作用。
如果杂质过多，或滤网孔过小，杂质附着在滤网上，降低了抽气面积，从而也会使节流阀开度提高，甚至达到100%。
解决措施：结合真空泵的抽速，配合使用合适的滤芯，可以使用褶皱面滤芯，但是滤网孔的面积不必过小。
每炉必须仔细清扫除尘筒以及滤芯，定期更换泵油和清理真空泵。
清理除尘筒滤芯的方法是：先用吸尘器将表面杂质吸干净，再用高压气体在密闭真空排气良好的环境内对滤芯各处进行吹扫，吃扫完毕后在用吸尘器将表面残留的杂质吸净，这样滤芯就可以在生产中保持正常的通气效果。
最后滤芯需要定期更换，如果出现滤芯破损，需要及时更换。
气流导致的排气不畅的问题是单晶生产中经常遇到的问题，根据现象应当根据现象来解决，不能轻易增加清理次数增强岗位劳动强度，从问题的主要方面出
发，从根本上解决问题，减少各种运行成本。
参考文献
[1]黄有志，王丽.直拉硅单晶工艺要点[M].化学工业出版社，2010年，111-118
[2]申少华，胡波，秦先志.直拉硅单晶炉热系统的改造对氧、碳含量的影响[J].湖南科技大学学报（自然科学版），s2009（3）
[3]齐陆.简论太阳能电池用掺镓硅单晶技术的研究[J].吉林省教育学院学报（上旬）.2012（5）。