单晶硅片生产工艺流程

Question

如题所述

Answer 1

单晶硅生产工艺流程：
1. 原料准备与加工
起始原料为含硅的天然石英砂。经过高温加热，石英砂转化为液态，随后在高温下气化。气态硅气体流入一个密封容器，内有多个预先放置的子晶体，由石墨夹具固定。气体在通过容器时，会在子晶体上凝结，子晶体逐渐增长。这一过程很慢，通常需要一个月左右，直到子晶体足够厚，可以分离出来。
2. 酸洗处理
在单晶硅生产过程中会产生副产品，如四氯化硅。当原生多晶体硅形成后，它需要经过酸洗以去除杂质。这涉及使用氢氟酸、硝酸、醋酸等酸性溶液进行清洗。清洗干净的多晶硅随后被送入烘房烘干，并通过无尘室检验后进行包装。
3. 拉晶过程
拉晶是在高温炉中进行的过程，旨在将多晶硅熔化并拉制成单晶硅。首先，多晶硅被放入熔融坩埚中，有时为了节约成本，还会加入回收的电池片和碎硅片一同熔化。加热至坩埚熔点（约1700度）而硅熔点（约1410度）以下，坩埚缓慢上升，同时晶体从坩埚上部液面冷却处开始形成。坩埚底部的电加热使得液面附近的硅保持过冷状态，从而促进晶体生长。经过一系列精细的操作步骤，大约一天半的时间可以拉制出一根完整的单晶棒。
4. 切割成方片
当单晶棒制备完成后，它需要被切割成方片。标准的单晶棒尺寸为6英寸（约15.24厘米），呈P型，电阻率在0.5至6欧姆之间。切割过程将棒的四周边缘去除，形成带倒角的正方形，然后将其切成厚度为0.22毫米的薄片。