Phương pháp điều chế polysilicon.

1. Đang tải

Đặt chén nung thạch anh đã tráng phủ lên bàn trao đổi nhiệt, thêm nguyên liệu silicon, sau đó lắp đặt thiết bị gia nhiệt, thiết bị cách nhiệt và vỏ lò, hút chân không khỏi lò để giảm áp suất trong lò xuống 0,05-0,1mbar và duy trì chân không. Giới thiệu argon như một loại khí bảo vệ để giữ áp suất trong lò về cơ bản ở mức khoảng 400-600mbar.

2. Sưởi ấm

Sử dụng lò sưởi than chì để làm nóng thân lò, đầu tiên làm bay hơi hơi ẩm hấp phụ trên bề mặt của các bộ phận than chì, lớp cách nhiệt, nguyên liệu silicon, v.v., sau đó làm nóng từ từ để làm cho nhiệt độ của nồi nấu kim loại thạch anh đạt khoảng 1200-1300oC. Quá trình này mất 4-5h.

3. Tan chảy

Giới thiệu argon như một loại khí bảo vệ để giữ áp suất trong lò về cơ bản ở mức khoảng 400-600mbar. Tăng dần công suất gia nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ trong nồi nấu kim loại lên khoảng 1500oC, và nguyên liệu silicon bắt đầu tan chảy. Giữ khoảng 1500oCtrong quá trình nấu chảy cho đến khi quá trình nấu chảy hoàn tất. Quá trình này mất khoảng 20-22 giờ.

4. Sự phát triển của tinh thể

Sau khi nguyên liệu silicon tan chảy, công suất gia nhiệt giảm khiến nhiệt độ của nồi nấu kim loại giảm xuống khoảng 1420-1440oC, đó là điểm nóng chảy của silicon. Sau đó, chén thạch anh dần dần di chuyển xuống dưới, hoặc thiết bị cách nhiệt tăng dần, để chén thạch anh từ từ rời khỏi vùng gia nhiệt và hình thành sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh; đồng thời, nước được đưa qua tấm làm mát để giảm nhiệt độ nóng chảy từ phía dưới, và silicon tinh thể đầu tiên được hình thành ở phía dưới. Trong quá trình phát triển, bề mặt phân cách rắn-lỏng luôn song song với mặt phẳng nằm ngang cho đến khi quá trình phát triển tinh thể hoàn tất. Quá trình này mất khoảng 20-22 giờ.

5. Ủ

Sau khi quá trình phát triển tinh thể hoàn tất, do chênh lệch nhiệt độ lớn giữa đáy và đỉnh của tinh thể, ứng suất nhiệt có thể tồn tại trong phôi, rất dễ bị vỡ lại trong quá trình nung tấm wafer silicon và chuẩn bị pin . Do đó, sau khi quá trình phát triển tinh thể hoàn tất, phôi silicon được giữ ở gần điểm nóng chảy trong 2-4 giờ để nhiệt độ của phôi silicon đồng đều và giảm ứng suất nhiệt.

6. Làm mát

Sau khi phôi silicon được ủ trong lò, tắt nguồn điện, nâng thiết bị cách nhiệt hoặc hạ thấp hoàn toàn phôi silicon và đưa một dòng khí argon lớn vào lò để giảm dần nhiệt độ của phôi silicon xuống gần nhiệt độ phòng; đồng thời, áp suất khí trong lò tăng dần cho đến khi đạt áp suất khí quyển. Quá trình này mất khoảng 10 giờ.