- Company Overview
- Corporate Citizenship
- Newsroom
- Newsletter
一、 什么是籽晶
籽晶是具有和所需晶體相同晶向的小晶體，是生長(zhǎng)單晶的種子，也叫晶種。用不同晶向的籽晶做晶種，會(huì)獲得不同晶向的單晶。
二、 籽晶的分類
2.1 按用途分，有CZ直拉單晶籽晶、區(qū)熔籽晶、藍(lán)寶石籽晶、SiC籽晶。
2.1.1 CZ直拉單晶專用籽晶
在直拉單晶中，需要一定晶向的晶種作為直拉單晶引晶，晶向主要有[100]、[110]、[111]三種。半導(dǎo)體三種晶向都有，太陽能主要用[100]晶向的籽晶。
2.1.2 區(qū)熔籽晶
區(qū)熔籽晶的型號(hào)有N型和P型，是籽晶中純度和電阻率要求最高的，電阻率至少要求在300Ω.cm以上，少子壽命值一般都在幾百甚至幾千微秒以上，晶向類型分<111>和<110>兩種，該類籽晶一般呈方形長(zhǎng)條狀。
2.1.3 藍(lán)寶石籽晶
藍(lán)寶石具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在醫(yī)療、環(huán)保、化工、高真空測(cè)試、LED等等領(lǐng)域。然而，藍(lán)寶石的制備及其品質(zhì)一直是應(yīng)用關(guān)注的核心問題，制備好品質(zhì)的藍(lán)寶石最關(guān)鍵要素之一就是晶種的選擇。晶種的類型、表面性質(zhì)和吸附變化極大地影響著藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)類型、缺陷結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性質(zhì)等等。做為藍(lán)寶石長(zhǎng)晶用的一種晶棒，如下圖：
2.1.4 SiC籽晶
作為SiC長(zhǎng)晶用的一種晶種，其形狀主要以薄片狀為主，如下圖
2.2按形狀分
目前按形狀分主要有片狀籽晶、方籽晶、圓籽晶、錐籽晶、半錐籽晶。
2.2.1片狀籽晶
該類籽晶目前主要是SiC籽晶。
2.2.2圓籽晶、錐籽晶、半錐籽晶、方籽晶
前三種籽晶主要是CZ直拉單晶專用籽晶，方籽晶由于加工過程中容易產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力、崩邊損傷，已經(jīng)逐步退出歷史舞臺(tái)，它們的用途都一樣，主要是根據(jù)拉單晶的投料量，一般直徑12.5mm的圓籽晶最多能拉制60KG的晶棒，直徑17.5mm一般最多能拉制90KG的晶棒，90kg以上的一般采用錐籽晶、半錐籽晶和三節(jié)錐籽晶。
注：帶紅點(diǎn)標(biāo)識(shí)的為半錐籽晶、藍(lán)點(diǎn)標(biāo)識(shí)的為全錐籽晶、綠點(diǎn)標(biāo)識(shí)的為圓籽晶、黃點(diǎn)的為方形籽晶（其中大的帶槽口的為太陽能的方籽晶，小的為區(qū)熔級(jí)方籽晶）
三、 紅外探傷在籽晶探傷中的應(yīng)用
紅外探傷的原理是在特定光源和紅外探測(cè)器的協(xié)助下，紅外探傷測(cè)試儀能夠穿透200mm深度的硅塊，純硅料幾乎不吸收這個(gè)波段的波長(zhǎng)，但是如果硅塊里面有微粒、夾雜(通常為SiC)、隱裂，則這些雜質(zhì)將吸收紅外光，因此在成像系統(tǒng)中將呈現(xiàn)出來，根據(jù)穿過缺陷和純硅的發(fā)射及散射信號(hào)的不同，可以來計(jì)算缺陷的位置。而且這些圖像將通過軟件自動(dòng)生成三維模型圖像。
目前的國(guó)內(nèi)廠家針對(duì)籽晶的品質(zhì)要求主要都集中在對(duì)其電阻率、晶向及其加工的尺寸指標(biāo)上的要求，往往忽視其隱裂指標(biāo)的要求，嚴(yán)重的事故或品質(zhì)問題往往常常發(fā)生在自己對(duì)其最有把握的節(jié)點(diǎn)上，探傷籽晶隱裂將成為降低拉晶事故率，控制風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)重要手段，我們生產(chǎn)的籽晶利用其自身的產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采用了目前世界上最先進(jìn)的紅外探傷儀NIR-01在產(chǎn)品出廠前進(jìn)行一道嚴(yán)格的探傷工藝，保證了籽晶的完美品質(zhì)。
四、 通過籽晶生產(chǎn)工藝的革新降低或避免斷晶
眾所周知，斷晶是籽晶使用中最為頭疼的事情，籽晶在拉晶中所占成本微乎其微，但是如果籽晶如果出現(xiàn)斷晶問題，那么損失卻是巨大的，包括硅料，石英坩堝，石墨三瓣堝，甚至熱場(chǎng)，爐底板擊穿等損失，少則幾萬，多則十幾萬，斷晶現(xiàn)象固然有拉制過程中由于投料量過大、機(jī)械應(yīng)力、回爐、拉速溫度、籽晶剪斷等操作細(xì)節(jié)控制不好的原因，籽晶的本身物理品質(zhì)也是個(gè)不可忽視的因素，隱裂就是其中一個(gè)很關(guān)鍵的指標(biāo)，使用帶有隱裂的籽晶去拉制單晶，大大的增加了斷晶的風(fēng)險(xiǎn)。
因此在這個(gè)方面，合能陽光在過去的幾年中，通過引入紅外探傷等技術(shù)革新手段到籽晶生產(chǎn)當(dāng)中等多方面的大量投入和努力，在籽晶的質(zhì)量提升上成績(jī)顯著，最大程度地規(guī)避了籽晶的斷晶問題。
下圖反映了籽晶生產(chǎn)的流程：
在這里的晶棒測(cè)試與籽晶測(cè)試中，一般的廠家都沒有做紅外探傷測(cè)試和做氧碳含量測(cè)試，探傷測(cè)試是為了確保要加工晶棒或最終出廠的籽晶沒有隱裂等內(nèi)部缺陷，氧探含量的測(cè)試是為了確保籽晶的氧含量與碳含量不超標(biāo)，它們都是為了減少拉晶過程中的斷晶的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)會(huì)避免籽晶的用料質(zhì)量影響到拉晶的整體質(zhì)量。
五、 籽晶使用需要注意什么
5.1 籽晶必須嚴(yán)格按要求每爐拆下進(jìn)行檢查,要求無傷痕、無裂紋
5.2 籽晶使用爐數(shù)必須記錄清楚，不清楚的，更換，然后重開記錄
5.3 吊渣使用廢舊籽晶，吊渣后換上可使用的籽晶，吊料和拉晶，必須有細(xì)頸，拉晶
5.4 細(xì)頸直徑要求 3-5mm；吊料細(xì)頸直徑要求5-7mm
5.5 拉晶過程，要經(jīng)常（頻率不低于1次/10分鐘）觀察液面、晶體等爐內(nèi)狀況，確 保坩堝邊緣沒有結(jié)晶，防止籽晶被結(jié)晶扭斷
5.6 在籽晶吃重時(shí)，升降籽晶轉(zhuǎn)數(shù)，要分多次、小幅度（2轉(zhuǎn)/分）進(jìn)行
5.7 籽晶吃重時(shí)，快速升、降晶升，不得斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行，以免籽晶或細(xì)頸處被突然 的加速重力或失重折斷或損傷
5.8剪斷籽晶時(shí)要在細(xì)頸的最細(xì)處剪斷，要注意用力適當(dāng)，且不許用鉗子扭斷籽晶；否則該籽晶必須停用，交工段送拋光處理
5.9每10爐更換新籽晶；真空差的爐子的籽晶要提前2爐更換
