连【lián】续加料技术CCZ,由于它在节约能源和原料上【shàng】的优势,正在获【huò】得【dé】单晶生【shēng】产企【qǐ】业的关注。但是,作为一种新【xīn】技术,连【lián】续加【jiā】料还面【miàn】对不少困难,其中之一是合适原【yuán】料的制造。CCZ需【xū】要大【dà】小均匀【yún】的小颗粒,表面洁净,而且成【chéng】本【běn】低廉。达【dá】到其中【zhōng】任何一【yī】个要【yào】求都【dōu】不难;同时满足所有【yǒu】要求是一【yī】个技术上的难题。

CCZ原料的第一个选择是流【liú】床法生产的颗粒料,俗称菜籽料。颗粒【lì】料的大【dà】小【xiǎo】合适,价格低廉【lián】,但是纯度【dù】不够高,而且颗粒【lì】料一旦有沾污,无法清【qīng】洗。所以【yǐ】目前【qián】颗粒料【liào】在【zài】CCZ中的【de】应用还【hái】不成熟。

  多晶颗粒

  第二个选择是把西门子法生产的多晶棒【bàng】破碎【suì】成小颗【kē】粒。这个方【fāng】法【fǎ】的优点是材料【liào】纯度高【gāo】,材料容【róng】易清洗;缺点是破碎过程【chéng】中损耗大【dà】。所以使用【yòng】西门子块【kuài】料的难点是怎样在【zài】低损耗的前提下,把【bǎ】多晶硅破碎成大小合适的颗粒。

目前,破碎多晶硅有【yǒu】几【jǐ】个方法。1.)机【jī】械破碎;2.)脉冲【chōng】破碎;3.)热破【pò】碎。

机械【xiè】破碎采用颚式或滚【gǔn】筒破碎机,优点是简单【dān】易行,缺点【diǎn】是【shì】破【pò】碎过程中,大量原【yuán】料被压成粉末【mò】,损耗大。另【lìng】一个缺【quē】点是容易【yì】有金属沾污,对【duì】后续的清洗要求比较高。

脉冲破【pò】碎是用【yòng】高电压脉冲【chōng】把多【duō】晶硅棒在水【shuǐ】中击碎。优点是生产过程中污染少;缺点【diǎn】是效率低,一天只【zhī】能【néng】生产几【jǐ】百公斤,无法满足生产需【xū】要。

热【rè】破碎是【shì】把硅料加热后迅速冷却,通过【guò】热【rè】胀冷缩【suō】来破碎【suì】材料【liào】。优点【diǎn】是损耗低,缺点是【shì】容易产生氧化污染,而【ér】且材料的大小不【bú】容易控制。

另外【wài】需要强调【diào】的是,破碎后的【de】材料【liào】形状对于CCZ也很重要。需要尽【jìn】量减【jiǎn】少尖锐的颗粒,以避免加【jiā】料过程中【zhōng】的堵塞。

由于小颗【kē】粒的表面积非常大【dà】,很容易产生沾污,所有破碎后的材料都【dōu】需要清【qīng】洗【xǐ】。当【dāng】CCZ技术用于半【bàn】导体拉晶时【shí】,材料清【qīng】洗尤其重要。

SRS全自动腐蚀清洗设备

  经过多【duō】年的试验,SRS公【gōng】司开发出独特【tè】的工艺,可以把破【pò】碎的【de】硅料【liào】控制在5毫米到45毫【háo】米之间,而且可以根【gēn】据客户【hù】的需要调整硅【guī】料的大【dà】小。在破碎的【de】过程中,损【sǔn】耗【hào】可以控制在5%以【yǐ】下。同时【shí】SRS公司拥【yōng】有全自动化的洗【xǐ】料【liào】生产【chǎn】线,清洗后的硅料达【dá】到电子级水平。SRS生产的材【cái】料得到美国主要多晶厂的认证,并为这些工厂做代工破碎和清洗。下【xià】图【tú】是【shì】材料清洗后的金属含量【liàng】。

  9-21毫米硅料清洗后表面杂质含量(pptw)