連續(xù)加料技術CCZ,由于它在節(jié)約能源和原料上的優(yōu)勢,正在獲得單晶生產企業(yè)的關注。但是,作為一種新技術,連續(xù)加料還面對不少困難,其中之一是合適原料的制造。CCZ需要大小均勻的小顆粒,表面潔凈,而且成本低廉。達到其中任何一個要求都不難;同時滿足所有要求是一個技術上的難題。

CCZ原料的第一個選擇是流床法生產的顆粒料,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中的應用還不成熟。

  多晶顆粒

  第二個選擇是把西門子法生產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)點是生產過程中污染少;缺點是效率低,一天只能生產幾百公斤,無法滿足生產需要。

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,缺點是容易產生氧化污染,而且材料的大小不容易控制。

另外需要強調的是,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,很容易產生沾污,所有破碎后的材料都需要清洗。當CCZ技術用于半導體拉晶時,材料清洗尤其重要。

SRS全自動腐蝕清洗設備

  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線,清洗后的硅料達到電子級水平。SRS生產的材料得到美國主要多晶廠的認證,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含量(pptw)