CCZ原料的第一個選擇是流床法生產(chǎn)的顆粒料,俗稱菜籽料。顆粒料的大小合適,價格低廉,但是純度不夠高,而且顆粒料一旦有沾污,無法清洗。所以目前顆粒料在CCZ中的應(yīng)用還不成熟。
多晶顆粒
第二個選擇是把西門子法生產(chǎn)的多晶棒破碎成小顆粒。這個方法的優(yōu)點是材料純度高,材料容易清洗;缺點是破碎過程中損耗大。所以使用西門子塊料的難點是怎樣在低損耗的前提下,把多晶硅破碎成大小合適的顆粒。
目前,破碎多晶硅有幾個方法。1.)機械破碎;2.)脈沖破碎;3.)熱破碎。
機械破碎采用顎式或滾筒破碎機,優(yōu)點是簡單易行,缺點是破碎過程中,大量原料被壓成粉末,損耗大。另一個缺點是容易有金屬沾污,對后續(xù)的清洗要求比較高。
脈沖破碎是用高電壓脈沖把多晶硅棒在水中擊碎。優(yōu)點是生產(chǎn)過程中污染少;缺點是效率低,一天只能生產(chǎn)幾百公斤,無法滿足生產(chǎn)需要。
熱破碎是把硅料加熱后迅速冷卻,通過熱脹冷縮來破碎材料。優(yōu)點是損耗低,缺點是容易產(chǎn)生氧化污染,而且材料的大小不容易控制。
另外需要強調(diào)的是,破碎后的材料形狀對于CCZ也很重要。需要盡量減少尖銳的顆粒,以避免加料過程中的堵塞。
由于小顆粒的表面積非常大,很容易產(chǎn)生沾污,所有破碎后的材料都需要清洗。當(dāng)CCZ技術(shù)用于半導(dǎo)體拉晶時,材料清洗尤其重要。
SRS全自動腐蝕清洗設(shè)備
經(jīng)過多年的試驗,SRS公司開發(fā)出獨特的工藝,可以把破碎的硅料控制在5毫米到45毫米之間,而且可以根據(jù)客戶的需要調(diào)整硅料的大小。在破碎的過程中,損耗可以控制在5%以下。同時SRS公司擁有全自動化的洗料生產(chǎn)線,清洗后的硅料達到電子級水平。SRS生產(chǎn)的材料得到美國主要多晶廠的認(rèn)證,并為這些工廠做代工破碎和清洗。下圖是材料清洗后的金屬含量。
5-45毫米硅料清洗后表面雜質(zhì)含量(pptw)
原標(biāo)題:備受關(guān)注的CCz連續(xù)直拉單晶技術(shù)如何解決多晶硅原料難題?