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史珺博士:多晶硅铸锭炉的炉前检查

导读: 由于一旦开始抽真空和加热,尤其是当硅料熔化后,基本上真空熔炼过程就不可逆转,因此,进行炉前检查就是特别必要的,甚至比开炉后的操作还要重要。

  保温体通常由碳毡构成。主要检查碳毡内表面是否完好,是否有破烂之处。

  此外,保温体的检查还要注意是否有硅蒸汽渗入,导致碳毡硅化,生成碳化硅,这样的话,不仅保温体会变的沉重,还会导致绝热性降低,保温性能变差,而导致能耗较大。保温体外部有不锈钢的支撑结构,也要检查是否有氧化或者松脱。

  保温体内部有时采用石墨螺栓或者钼螺栓将硬毡与软粘及外部支撑结构固定,这些螺栓不能拧得过紧或过松,否则可能会导致在生产中脱落。RDS4.0炉型的保温体是固定的,没有移动机构,此时,要注意保温体上的各个测温孔内部是否通畅,位置是否正确,保温体的气体通道是否畅通,如果有阻流元件,是否已经固定好。否则,这些元件可能会在生产时被气流吹入硅液内导致硅液污染。

  RDS4.0系列炉型的底部保温体在生产时需要上下运动,另外,还有可上下升降的热开关。因此,还要检查其运动机构是否正常。要检查直线导轨是否清洁,要保持光亮不能有沾污,还要检查直线运动单元是否正常,三个运动机构是否均衡和同步。吊接保温桶的吊钩是否稳固,等等。

  石墨支撑结构

  石墨支撑结构指的是支撑坩埚的平台。这个平台的作用除了支撑坩埚外,还起着在加热时传热、结晶时底部降温和均热的作用。此外,在平台上,还有一些结构,供万一漏硅时硅液从这些沟槽中流到炉底的接硅槽中。此外,平台上还有机构是供叉车装卸物料坩埚的机构。石墨平台通常是由若干个石墨柱支撑的,因此,要检查这些石墨柱和平台是否完好。支撑是否平稳,以及石墨柱与炉底的结构是否稳固。如果漏过硅,石墨平台可能会与硅反应生产碳化硅,造成平台不平。通常,只要再次磨平,平台还可使用。如果平台因碳化硅过硬无法使用,则应当更换。

  真空系统

  真空系统是真空熔炼的基础。如果真空系统出现问题,不仅真空度达不到工艺要求,导致提纯无法进行,还会容易导致石墨件氧化,以及硅的氧化。

  普罗的铸锭炉的真空系统由机械泵(滑阀泵或旋片泵)、罗茨泵两级组成。真空系统要检查各级真空泵的运转是否正常,真空阀门密封是否完好,阀门动作是否正确,管道内部是否清洁、真空表安装是否正常,法兰是否正常,等等。真空泵的冷却水也要认真查验。

  在工艺进行的过程中,需要对炉内进行充气保压,此时,将关闭主泵和主阀门,采用旁路阀用初级泵或者维持泵维持一个较低的真空度。因此,对于旁路阀是否正常也要进行检验。对于旁路调节阀,要检查是否能够按照操作台指令进行开度调节。

  真空管道内部很容易被硅蒸汽或者氧化硅蒸汽污染,这些地方由于较难清洁往往在炉前检查时容易被忽略。但一旦污染,很容易造成真空泵损坏,因此,一定要每次都清洁。而管道内如果有滤网,那么,滤网也要每炉进行清洁。

  充气系统

  多晶硅铸锭过程中需要充入氩气,此外,在冷却时也要对炉内充氩气。在铸锭时,要对炉内充氩气保护,因此,充气系统要保持完好。充气系统由气源、气管、阀门、流量与压力计等组成。要逐一检查是否完好,尤其是气体管路的炉内部分,要注意不要与其它炉内元件尤其是加热元件碰到,或距离过近。

  气源要保证清洁,因为即便买的纯净气,也很难保证装瓶时的清洁,因此,气源出口应当设置过滤和干燥装置,对气体进行再净化,这样,对气体净化系统也要进行检查,过滤材料要按要求定期更换。