【科普】硅晶棒如何生产？

硅晶棒的生产一般主要包括几个工序：晶棒成长、晶棒裁切与检测、外径研磨。以下是一种生产方式所涉及到的工序细节：

一、晶棒成长工序

1）融化

将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内，加热到其熔点1420°C以上，使其完全融化。

2）颈部成长

待硅融浆的温度稳定之后，将晶种慢慢插入其中，接着将晶种慢慢往上提升，使其直径缩小到一定尺寸，维持此直径并拉长100至200毫米，以消除晶种内的晶粒排列取向差异。

3）晶冠成长

颈部成长完成后，慢慢降低提升速度和温度，使颈部直径逐渐加大到所需尺寸（如5、6、8、12吋等）。

4）晶体成长

不断调整提升速度和融炼温度，维持固定的晶棒直径，只到晶棒长度达到预定值。

5）尾部成长

当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度，使晶棒直径逐渐变小，以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生，最终使晶棒与液面完全分离。到此即得到一根完整的晶棒。

二、晶棒裁切与检测

将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分，并对尺寸进行检测，以决定下步加工的工艺参数。

三、外径研磨

由于在晶棒成长过程中，其外径尺寸和圆度均有一定偏差，其外园柱面也凹凸不平，所以必须对外径进行修整、研磨，使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。

硅晶棒的五种工艺详解

硅晶棒的切断，滚磨，腐蚀工艺介绍。

1、切断

切断的目的：沿着垂直于晶体生长的方向，切除硅棒的头（硅单晶的籽晶和放肩部分），尾部以及外形尺寸小于规格要求的无用部分，将硅晶棒切成数段，同时，对硅棒切取样片，检测其电阻率，氧碳含量，晶体缺陷等相关质量参数。

2、滚磨

无论是采用直拉法或是区熔法生长的硅单晶棒，一般是按＜100 ＞或＜111 ＞晶向生长的。通过滚磨加工，使其表面整形达到基本的直径和直径公差要求，并确定其定位面的位置及其基本尺寸。

3、腐蚀

为了去除磨削加工过程中的表面机械损伤和沾污，有利于后道工序的加工，就要对其表面进行化学腐蚀处理。

一份来自瓦克化学的、申请号为CN201110424941．4（授权公告号：CN102555087B）的发明专利，介绍了一种细硅棒的方法。

截图自瓦克化学在中国国家知识产权局网站上的专利文件

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