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第一章背景知识
1太阳能行业概述
一提到太阳能行业,我们往往想到的是以无锡尚德和英利绿色能源为代表的一些公司。
其实从严格意义上讲,这些公司并不代表整个太阳能行业,它们仅属于太阳能光伏发电技术这一细分领域。
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图1太阳能技术的分类
当然,在这四项太阳能技术中,光伏发电技术的发展、应用及光伏规模都是首屈一指的;所有在美国上市的中国太阳能企业从事的也都是光伏发电技术。
以至于很多人将太阳能技术就简单地理解为就是光伏发电。
2.太阳能光伏电池的发展历史
太阳光发电的历史可追溯到1800年,贝克勒尔发现对某种半导体材料照射光后,会引起其伏安特性改变,即所谓的“光伏效应”现象。
1921年,爱因斯坦对光伏效应进行了解释。
1954年,世界上第一块太阳能电池板的问世,即美国贝尔实验室的皮尔松和佛朗(恰宾)制成了转换效率为6%的单晶硅电池,同年,威克尔发现了砷化镓(GaAs)的光伏效应,第一块薄膜太阳能电池也诞生了。
由于太阳能光伏电池的价格特别高,而且刚开始性能还不稳定,因此仅用于航天器。
到了20世纪60年代初才慢慢趋于稳定,70年代开始在航天器大量使用。
但是虽然电池的性能已稳定,但价格还是很高。
所以直至20世纪70年代初太阳能光伏电池还没有得到光伏应用,只用于航天器、人造卫星、山顶上的差转电台、海上航标灯、海岛灯塔电源等,一些不计成本,必须用的场所。
到了1973年后,在石油危机的推动下,太阳能光伏电池进入了蓬勃发展时期,太阳能电池开始在地方使用,而且地面用的大大超过了在航天器上的使用量。
这个时期,不但出现了许多新型电池,而且因为引进了许多新技术,出现了钝化技术、减反射技术、绒面技术、被表面场技术、异质结太阳能电池技术及聚光电池等非常有效的新技术。
太阳能光伏电池的应用,到了20世纪80年代就比较广泛了。
特别是在民用电器上得到了广泛应用,如太阳能计算器、太阳能手表和太阳能手机充电器等。
我国的太阳能光伏电池诞生的也比较早,而且我国也是应用较早的国家之一。
1959年,我国诞生了第一只有实用价值德太阳能光伏电池。
1971年3月太阳能电池首次应用于我国第二颗人造卫星。
而后,1973太阳能光伏电池首次用于浮标灯。
20世纪70年代,我国开始生产太阳能光伏电池,70年代中末期引进国外关键设备和成套生产线,我国太阳能光伏电池的生产产业有了进一步的发展。
3.全球太阳能光伏发电目前现状
4.晶硅电池不等于光伏电池
至于光伏发电技术,它可分为晶硅电池技术、薄膜电池技术和多元化合物电池技术。
其中多元化合物电池尚未工业化生产,属于试验阶段。
薄膜电池则是以各种化合物配制而成,其光电转化效率和制造成本都比晶硅电池低许多。
造薄膜电池领域有一家市值和产能均居太阳能行业第一的美国公司Firstsolar,其设备自制、技术先进、研发能力强,所生产的CdTe薄膜电池光电转化率达到了10%,在生产成本和毛利润上有非常明显的优势。
按8月27日的收盘价计算Firstsolar的市值是110.3亿美元。
不可否认,目前晶硅电池技术仍然是光伏发电的主流技术,据国际太阳能咨询公司Solarbuzz统计,2009年晶硅电池的出货量占世界光伏电池总出货量的81.8%。
其产业链大致可分为上、中、下游三个部分。
将石英砂溶解、提炼和纯化,生产出太阳能级硅原料的环节是上游;铸造硅锭、切割硅片、制造太阳能电池片、封装光伏组件是中游;下游则是按客户的需求进行光伏发电系统的设计,安装与集成。
我国光伏行业的在美上市公司不仅都采用的是晶硅电池技术,而且业务重点基本都是集中在光伏发电产业链的中游环节,即有硅锭、硅片、太阳能电池到组件的生产制造环节。
尽管搞薄膜电池出身的施正荣率领无锡尚德在硅基薄膜光伏组件的生产上有过尝试,但最终因为效果远不如预期理想而在8月底将项目正式终止。
图2光伏行业(晶硅电池技术)产业链示意图
图3光伏行业(晶硅电池技术)产业链示意图
第二章硅材料基础知识
1.硅的基本性质
物理性质:
硅S是地壳中最丰富的元素之一,仅次于氧,在地壳中的含量达到26﹪左右;是一种非金属材料,化学符号是Si,原子序数是14,相对原子质量28.09;Si呈银灰色,具有金属光泽,性脆易碎,固态时密度为2.33g/cm3,液态时2.53g/cm3;熔点为1420℃,沸点2600℃;有半导体性质,是目前世界上最主要的元素半导体材料,在半导体工业中广泛应用。
化学性质:
Si在常温下其化学性质稳定,但在高温下化学性质很活泼,在直拉单晶硅的生长中,熔硅能与石英(SiO2)反应生成SiO;由于硅氧键很稳定,所以在自然界中没有游离的单质硅,一般以氧化物SiO2及硅酸盐的形式存在。
晶体Si在常温下很稳定,不溶于所有的酸,但在王水中可溶解。
光学性质:
Si在常温下的禁带宽度为1.12Ev,对光的吸收处于红外阶段。
虽然硅在可见光谱范围是不透明的,但可透过近红外光谱频率的光线。
它是一种具有高反射率和高折射率的材料,因此,硅被广泛用于制作接近红外光谱频率的光学元件、红外及γ射线的探测器、太阳能电池等方面。
另外,Si作为元素半导体,硅具有典型的半导体材料的电学性质。
电阻率在10-5至1010Ω·㎝之间,介于导体和绝缘体之间。
在实际应用中,通过掺入可控制的少量电活性杂质来控制硅材料的电阻率,达到控制硅材料和器件的半导体性质的自由。
如果对于四价的硅材料而言,掺入五价元素的(磷、砷、锑)杂质,则对硅材料提供电子,杂质称为施主杂质,硅材料称为N型半导体材料;反之如果掺入三价元素(硼、铝、镓),则对硅材料提供空穴,杂质称之为受主杂质,硅材料称为P型半导体材料。
2.为何太阳能光伏电池多以硅为原料
⑴硅非常容易氧化并形成高质量的二氧化硅绝缘层,二氧化硅对IC制造的选择性扩散工艺来说是极好的阻挡层。
⑵硅的禁带宽度比较大,为1.12Ev,漏电流小,这就意味着硅器件具有更大的工作温度范围。
⑶硅资源丰富,在自然界中存量较大,价格低廉。
由于硅具有这些优点,所以太阳能光伏电池才多以硅为原料
3.硅材料的分类
硅材料按纯度划分,可分为金属硅和半导体级硅。
什么是金属硅?
金属硅,我国也称工业硅是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。
它的出现与半导体行业的兴起有关。
是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年来,含Si量99.99%的也归在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。
半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。
是以多晶、单晶形态出售,前者价廉,后者价昂。
因其用途不同而划分为多种规格。
按结晶形态划分,可分为非晶硅、多晶硅和单晶硅。
熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。
反之就是单晶硅。
而非晶硅,又称无定形硅,不具有完整的金刚石晶胞,原子排列无规律,是杂乱无章的,熔点、密度和硬度也明显低于晶体硅。
4.硅材料的纯度
⑴物质纯度的表示方法
描述物质的纯度,有两种表示方法:
一种是以主体物占总体物质的百分比来表示;二是以某种杂质或某些杂质与总物质的比来表示,这种方法表示的是物质的不纯度。
其中,杂质含量可以是单一杂质含量也可以是多个杂质质量之和。
如某种物质的纯度为99.9%,就指在这种物质中,减去指定分析的杂质后,其主体质量占总体质量的99.9%,而不考虑为指定分析的杂质含量。
对99.9%这个数可简称为3个“9”。
也可记为3N。
其他数值可以此类推。
纯度比值可以使质量比,体积比,也可以是原子个数比。
在半导体材料的研究中,常用杂质与主体的原子数比来表述不纯度,在符号后面加a,如ppma、ppba来表示。
若杂质与主体位重量比,在符号后w,如ppmw、ppbw
⑵硅材料的纯度
用于制作电子器件的电子级多晶硅,金属杂质含量在ppba数量级,对金属杂质含量而言,多晶硅的纯度高于9个“9”,单晶硅的纯度高于11个“9”;用于制作太阳能电池的太阳能级多晶硅的纯度,目前一般认为大于6个“9”。
而一般的冶金级硅的纯度只有2~3个“9”太阳能多晶硅目前尚无统一标准。
补充知识:
国际多晶硅产业概况
当前,晶体硅材料(包括多晶硅和单晶硅)是最主要的光伏材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。
多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中,形成技术封锁、市场垄断的状况。
多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。
按纯度要求不同,分为电子级和太阳能级。
其中,用于电子级多晶硅占55%左右,太阳能级多晶硅占45%,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展,预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。
1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW,而2004年就接近1200MW,在短短的10年里就增长了17倍。
专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一。
据悉,美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW,日本计划2010年达到5000MW,欧盟计划达到6900MW,预计2010年世界累计安装量至少18000MW。
从上述的推测分析,至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上,表2给出了世界太阳能多晶硅工序的预测。
据国外资料分析报道,世界多晶硅的产量2005年为28750吨,其中半导体级为20250吨,太阳能级为8500吨,半导体级需求量约为19000吨,略有过剩;太阳能级的需求量为15000吨,供不应求,从2006年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求的均有缺口,其中太阳能级产能缺口更大。
据日本稀有金属杂志2005年11月24日报道,世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张,主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大,预计2006年,2007年多晶硅供应不平衡的局面将为愈演愈烈,多晶硅价格方面半导体级与太阳能级原有的差别将逐步减小甚至消除,2005年世界太阳能电池产量约1GW,如果以1MW用多晶硅12吨计算,共需多晶硅是1.2万吨,2005-2010年世界太阳能电池平均年增长率在25%,到2010年全世界半导体用于太阳能电池用多晶硅的年总的需求量将超过6.3万吨。
世界多晶硅主要生产企业有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司,德国的Wacker公司等,其年产能绝大部分在1000吨以上,其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三个公司生产规模最大,年生产能力均在3000-5000吨。
国际多晶硅主要技术特征
(1)多种生产工艺路线并存,产业化技术封锁、垄断局面不会改变。
由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同,因此生产工艺技术不同;进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异,各有技术特点和技术秘密,总的来说,目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有:
改良西门子法、硅烷法和流化床法。
其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能约占世界总产能的80%,短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。
(2)新一代低成本多晶硅工艺技术研究空前活跃。
除了传统工艺(电子级和太阳能级兼容)及技术升级外,还涌现出了几种专门生产太阳能级多晶硅的新工艺技术,主要有:
改良西门子法的低价格工艺;冶金法从金属硅中提取高纯度硅;高纯度SiO2直接制取;熔融析出法(VLD:
Vapertoliquiddeposition);还原或热分解工艺;无氯工艺技术,Al-Si溶体低温制备太阳能级硅;熔盐电解法等。
国内多晶硅产业概况
近年来,在中央政府大力推广新能源政策的支持下,各地方省份也是积极跟进,培养优势产业。
江西省抓住机遇,凭借粉石英(硅材料主要原料)储量全国第一的资源优势,出台多方面措施保障光伏产业发展。
短短3、4年间,使得一大批光伏产业上下游项目迅速在江西集聚,成为我国重要的光伏产业基地。
以新余为主产地、以赛维LDK和盛丰能源为核心企业的产业带具有较强的生产能力,初步建立了从硅料、硅片到太阳能电池组件及配套产品的完整产业链,拥有了对外合作的有效途径和一批关键人才,在国内已具有较明显的规模优势和市场竞争力。
2008年江西省光伏产业发展迅速,实现销售收入128.9亿元。
另外该省生产的多晶硅片已占全球总产量的四分之一,龙头企业赛维2008年的产能超过1400MW。
2009年初,经省政府同意,由江西省发改委牵头编制的《江西省光伏产业发展规划》正式下发,为江西光伏产业发展确定了大的方向。
规划中提到,力争到2012年将江西打造成为全球重要的光伏产业生产基地。
按照规划,未来数年,新余、丰城、南昌产业带将建成全省光伏产业主要集聚区。
江西丰城工业园集中了国内几家主要的多晶硅生产企业,目前综合产能达10000吨以上,其中江西盛丰新能源科技有限公司产能最大,2009年达到1500吨,2010年可达3000吨,预计2012年项目计划工程完成后,产能将稳定在4000吨以上。
江西盛丰新能源科技有限公司于2008年9月28日注册成立。
公司位于赣江之滨的丰城市丰源工业园,距省会南昌市仅60公里,距昌北机场1小时路程,周边紧靠105国道、昌樟高速公路,交通便利。
盛丰能源是一家专业从事太阳能级多晶硅研发和生产的企业,拥有一批长期从事电力及硅材料提纯生产的协作团队,其具有自主知识产权的新物理法太阳能级高纯硅生产技术,将为国内太阳能电池制造提供高效高纯硅料并大幅降低太阳能电池制造成本,成为有别于西门子法高纯硅生产技术依靠者,以大力提升光伏发电的竞争力。
江西赛维LDK太阳能高科技有限公司是世界规模最大的太阳能多晶硅片生产企业。
工厂坐落于江西省新余市经济开发区,专注于太阳能多晶硅铸锭及多晶硅片研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业,拥有国际最先进的生产技术和设备。
公司注册资金11095万美元,总投资近3亿美元。
2006年4月份投产,7月份产能达到100兆瓦,8月份入选“REDHERRING亚洲百强企业”,10月份产能达到200兆瓦,被国际专业人士称为“LDK速度奇迹”。
荣获“2006年中国新材料产业最具成长性企业”称号。
目前公司正致力于发展成为一个“世界级光伏企业”。
2007年6月1日,赛维LDK成功在美国纽约证交所上市,成为中国企业历史上在美国单一发行最大的一次IPO;赛维LDK是江西省企业有史以来第一次在美国上市的企业,是中国新能源领域最大的一次IPO。
该公司1.5万吨硅料项目近日已在江西省新余市正式启动,该项目总固定资产投资120亿元以上,预计将成为目前全球太阳能领域单个投资额最多、产能设计规模最大的项目之一。
据悉,该项目计划首期在2008年底前建成投产,形成6000吨太阳能级硅料的年生产能力;2009年项目全部建成投产后,将形成1.5万吨产能,从而使该公司成为世界主要的太阳能多晶硅原料生产企业。
多晶硅产业发展预测
高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料,在未来的50年里,还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。
随着信息技术和太阳能产业的飞速发展,全球对多晶硅的需求增长迅猛,市场供不应求。
世界多晶硅的产量2005年为28750吨,其中半导体级为20250吨,太阳能级为8500吨。
半导体级需求量约为19000吨,略有过剩;太阳能级的需求量为15600吨,供不应求。
近年来,全球太阳能电池产量快速增加,直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。
全球多晶硅由供过于求转向供不应求。
受此影响,作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨。
中国多晶硅工业起步于20世纪50年代,60年代中期实现了产业化,到70年代,生产厂家曾经发展到20多家。
但由于工艺技术落后,环境污染严重,消耗大,成本高等原因,绝大部分企业亏损而相继停产或转产。
到目前为止,国内有多晶硅生产条件的单位有洛阳中硅高科技有限公司、峨嵋半导体材料厂(所)、四川新光硅业科技有限责任公司3家企业。
中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长,2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨,太阳能电池需要多晶硅约1400吨;到2010年,中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨,光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。
而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口,95%以上多晶硅材料需要进口,供应长期受制于人,再加上价格的暴涨,已经危及到多晶硅下游众多企业的发展,成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。
由于多晶硅需求量继续加大,在市场缺口加大、价格不断上扬的刺激下,国内涌现出一股搭上多晶硅项目的热潮。
多晶硅项目的投资热潮,可以说是太阳能电池市场迅猛发展的必然结果,但中国硅材料产业一定要慎重发展,不能一哄而上;关键是要掌握核心技术,否则将难以摆脱受制于人的局面。
作为高科技产业,利用硅矿开发多晶硅,产业耗能大,电力需求高。
目前电价已成为中国大多数硅矿企业亟待突破的瓶颈之一。
因此中国大力发展多晶硅产业,亟需在条件成熟的地方制定电价优惠政策,降低成本。
由于需求增加快速,但供给成长有限,预估多晶硅料源的供应2007年将是最严重缺乏的一年,预计到2009年,全世界多晶硅的年需求量将达到6.5万吨。
在未来的3至5年间,也就是在中国的“十一五”期间,将是中国多晶硅产业快速发展的黄金时期。
多晶硅行业发展的主要问题
产业化差距
同国际先进水平相比,国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在以下几个方面:
产能低供需矛盾突出
2005年中国太阳能用单晶硅企业开工率在20%-30%,半导体用单
晶硅企业开工率在80%-90%,无法实现满负荷生产,多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中,严重制约我国产业发展。
生产规模小
现在公认的最小经济规模为1000吨/年,最佳经济规模在2500吨/年,而我国现阶段多晶硅生产企业离此规模仍有较大的距离。
工艺设备落后
同类产品物料和电力消耗过大,三废问题多,与国际水平相比,国内多晶硅生产物耗能耗高出1倍以上,产品成本缺乏竞争力。
其他
4、千吨级工艺和设备技术的可靠性、先进性、成熟性以及各子系统的相互匹配性都有待生产运行验证,并需要进一步完善和改进。
5、国内多晶硅生产企业技术创新能力不强,基础研究资金投入太少,尤其是非标设备的研发制造能力差。
6、地方政府和企业项目投资多晶硅项目,存在低水平重复建设的隐忧。
7·产生大量污染。
行业发展对策与建议
1、发展壮大我国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟,国家相关部门加大对多晶硅产业技术研发,科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度,抓住有利时机发展壮大我国的多晶硅产业。
2、支持最具条件的改良西门子法共性技术的实施,加快突破千吨级多晶硅产业化关键技术,形成从材料生产工艺、装备、自动控制、回收循环利用的多晶硅产业化生产线,材料性能接近国际同类产品指标;建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅材料生产体系,提高我们多晶硅在国际上的竞争力。
3、依托高校以及研究院所,加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究,建立低成本太阳能及多晶硅研究开发的知识及技术创新体系,获得具有自主知识产权的生产工艺和技术。
4、政府主管部门加强宏观调控与行业管理,避免低水平项目的重复投资建设,保证产业的有序、可持续发展。
第三章单晶硅的制备
1.单晶硅的生产方法
单晶硅的制法通常是先制得高纯的多晶硅,然后再以多晶硅为原料制备单晶硅。
熔融的单质硅(多晶硅)在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶向取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅的生产方法主要有直拉法和区熔法两种,但常见的是直拉法。
区熔法又分为水平区熔法和悬浮区熔法,现常见的是悬浮区熔法。
1直拉法。
这种方法是先将生产单晶硅用的多晶硅全部融化,再把旋转的籽晶与熔化的多晶硅液面接触,然后向上匀速提拉籽晶,在向上提拉的过程中,多晶硅液体在籽晶的作用下,晶体重新排列,在籽晶上生长出单晶。
该方法具有工艺简单、设备制造、安全和生产效率高等优点,特别是能够提供大直径单晶,满足某些特殊的要求。
2区熔法。
顾名思义就是局部熔化。
直拉法先将多晶硅全部融化,然后使籽晶与熔化的多晶硅液面接触,而区熔法是使生产单晶硅用的多晶硅与籽晶接触,再从与籽晶接触的多晶硅开始局部熔化,熔化后的多晶硅液体受籽晶作用,晶体重新排列,然后慢慢凝固变成单晶硅。
加热器慢慢移动,使多晶硅熔化区也随之慢慢移动,一点一点地把多晶硅熔化,最后将全部的多晶硅都融化一遍,慢慢使多晶硅变成单晶硅。
直拉法生产的单晶硅主要用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品。
区熔法生产的单晶硅主要用于制作电力电子器件,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、机电一体化、节能灯、电视机系列产品。
由于成本和性能的原因,直拉法单晶硅材料应用最广。
如今,单晶硅太阳能电池光电转换效率的实验室水平已经达到了24.7%。
在实际生产中,高效硅太阳电池(主要应用于空间领域)的光电转换效率已超过20%,对于常规地面用商业直拉单晶硅电池的光电转化效率一般可达到13~16%,期望在不久的将来能接近17%~20%。
2.直拉单晶硅的生产原理和工艺
直拉单晶硅的生产就是把高纯度晶硅原料放入高纯石英坩埚中,然后把硅料熔化为液体硅,然后人为地用一根籽晶(单晶)进行引晶,并通过控制温度和生长速度的方法人为的控制单晶棒直径,来达到我们所需要的单晶棒。
生长单晶的条件比较严格,要在保护气体(一般是氩气)下进行,对真空度有严格要求,单晶炉如果漏水或漏气也会对拉晶造成非常严重的影响,另外拉单晶这对单晶炉的机械性能及操作人员的技术能力有很高的要求。
流程:
装料、化料、引晶、转肩、等径、收尾、停炉
⑴装料:
注意高纯卫生,避免玷污,注意人身卫生和生产安全,不要让多晶料砸在石英坩埚上,以免造成坩埚损坏和内伤,不要造成人体割伤或砸伤,注意料的大小搭配,在石英坩埚上口部分尽量让料与埚壁之间不接触或少接触。
⑵化料:
要勤观察化料情况,防止意外事故的发生,特别是要观察有没有打火现象及挂边和搭桥现象。
⑶引晶:
引晶是整个拉晶的基础,能不能引出高质量的单晶是能不能拉出高质量单晶的关键。
引晶最关键的是要如何找出引晶的温度并预判温度的大致变化,学会根据引晶情况来调节温度对单晶生产来说是至关重要的。
⑷放肩:
放肩是引晶和等径之间的一个步骤,其目的是为了使晶体在直径上最大,达到我们的要求直径,生产出合格的晶体。
放肩通常是通过降低熔硅温度和降低生长速度来实现的。
在放肩过程中,切记不要频繁地调节温度,以免造成液面温度的剧烈变化而坏苞,最好在引晶过程完成后根据炉内的温度情况一次性降温。
⑸转肩:
转肩的过程与放肩的过程有点相反,它是晶体直径达到一定要求后,通过人为地提升拉速和升温来限制晶体直径的继续长大,达到我们所要求的直径。
转肩的关键是转肩技术提升多少速度?
升多少温度?
直径如何恰到好处?
都是比较关键的技术。
⑹等径:
等径是拉晶的一部分,我们是拉晶的主体,我们所做的一切工作都是为了拉出符合直径要求的晶棒,也就是等径部分才是我们的主要产品。
在等径过程中,要时刻观察炉内直径的变化情况和晶体的生长情况,以免意外发生。
在等径过程中,最常发生的事故是直径失控和温度突变,最常见的是掉苞。
如果发生掉苞,要根据实际情况处理。
如果已拉出的晶棒已经很长,可以有一定的产量产出,就要视情况把晶棒取出,余料再拉一根单晶。
如果坏苞时已拉出的晶体很小或根本不能出产量,