Приостановка процесса роста.

Производится на печах, имеющих необходимую для этого оснастку (шибера и т.п.) в случае необходимости изъятия спутника или готового слитка, а также в иных случаях.

Целью операции может являться:

1. удаление из расплава и изъятие из печи частиц шлака, кварца, графита, нерастворимых частиц плавающих на поверхности расплава;

2. изъятие спутника для контроля удельного электрического сопротивления и других необходимых параметров расплава;

3. изъятие готового слитка при выращивании кристаллов кремния полунепрерывным методом;

4. подготовка к дозагрузке;

5. производство на печи ремонтных работ, не связанных с обесточиванием печи, нагревателей или насосов.

Выращивание обратного конуса.

Выращивание обратного конуса может производиться после достижения выращиваемым слитком заданной длины.

Выращивание обратного конуса имеет целью исключение прорастания дислокаций и линий скольжения, образующихся при отрыве кристалла от расплава, в готовый слиток при минимизации расхода времени, энергии и сырья. Установлено, что при отрыве от расплава в результате термоудара и возникающих в связи с этим напряжения и пластической деформации, образующиеся дислокации прорастают вглубь бездислокационного кристалла на длину, равную 1,5 – 2 диаметра выращенного слитка. Поэтому перед отрывом выращенного слитка от расплава диаметр его плавно уменьшают, создавая обратный конус определённой длины (1,2 Ø) слитка и заканчивают его при достижении диаметра 40 - 50 мм.

Выборка выполняется после выполнения обратного конуса и имеет целью увеличение извлечения расплава из тигля с тем, чтобы большую его часть можно было бы использовать повторно в виде оборотов.

Охлаждение слитка и выгрузка из камеры печи.

Данная операция выполняется после выборки и отрыва слитка от расплава. Целью операции является охлаждение слитка вместе с оснасткой печи для снижения термических напряжений в слитке и понижения температуры слитка и оснастки до приемлемого для разгрузки печи уровня.

Для уменьшения термических напряжений в выращенном монокристалле его стараются охлаждать как можно медленнее. Для этого монокристалл после отрыва от расплава поднимают над ним на небольшое расстояние, после чего температуру нагревателя тигля медленно понижают. Такой прием способствует уменьшению плотности дислокаций в конеч­ной части монокристалла примерно на полпорядка по отношению к начальной час­ти. Резкое охлаждение, наоборот, может повысить плотность дислокаций в нижней половине монокристалла примерно на 1 - 2 порядка.

После проведения установленного числа процессов проводится отжиг камеры печи и графитовой оснастки для удаления влаги, адсорбированной на внутренней поверхности камеры и деталях теплового узла; примесей, накопившихся при проведении процессов выращивания; примесей, находящихся в новых графитовых изделиях.

Контроль качества выращенного слитка и доводка до готовой продукции.

Целью доводки является выделение части слитка, удовлетворяющей нормируемым требованиям потребителя. Целью операции контроля является определение структуры кристалла. На монокристаллических слитках при этой операции выявляются дислокации, линии скольжения выращенного кристалла. На двойниковых кристаллах определяется положение и состояние двойниковых границ, наличие поликристаллических включений. На поликристаллах предназначенных для доводки в готовую продукцию оценивается размер зерна, степень поликристалличности и т.п. Контроль проводится на цилиндрической части слитка методом селективного травления всего слитка; частей слитка, прилегающих к цилиндрической части слитка; или тестовой шайбы, прилегающей к контролируемому торцу слитка.

Определяется тип электропроводности, измеряется время жизни неосновных носителей заряда, удельное электрическое сопротивление и плотность дислокаций.

Тип электропроводности определяется методом термозонда и методом построения ВАХ точечного контакта металл – полупроводник.

Метод точечно-контактного выпрямления основан на выпрямляющем действии контакта металл – полупроводник. В зависимости от типа проводимости полупроводника протекание тока будет происходить в разном направлении, что фиксируется отклонением стрелки измерительного прибора.

Метод термозонда использует эффект возникновения термо-ЭДС между 2 материалами под воздействием перепада температуры, полярность которой определяется типом электропроводности полупроводника.

Метод термозонда применяется для определения типа электропроводности во всём интервале удельных сопротивлений до 100 Ом*см, при этом стрелка гальванометра должна отклоняться не менее 30% шкалы. Методом точечно-контактного выпрямления определяется тип электропроводности монокристаллов с удельным сопротивлением более 10 Ом*см.

Из всех электрофизических параметров время жизни обладает наибольшей чувствительностью к примесям, дислокациям и другим дефектам полупроводникового материала и наиболее полно определяет возможность его технического применения.

Измерения времени жизни ННЗ методом модуляции проводимости в точечном контакте на слитках и шайбах монокристаллического кремния проводится на автоматизированной установке ТАУ-102. Установка позволяет производить измерения торца слитка (шайбы) в 5 точках, расположенных: 1 в центре, 4 других – на взаимно перпендикулярных диаметрах на расстоянии, равном 0,7 радиуса от центра, с расчётом среднего значения по проведённым 5 измерениям.

Контроль УЭС производится четырёхзондовым методом на торцевых поверхностях слитка или тестовой шайбы в точках, определяемых техническими требованиями. Длина слитка определяется с помощью линейки, диаметр промеряется в нескольких точках с помощью штангенциркуля. Результаты предварительных замеров вносятся в технический журнал и передаются для корректировки технологических режимов.

Принцип измерения УЭС четырёхзондовым методом основан на пропускании через два крайних зонда измерительного преобразователя (ИП) с межзондовым расстоянием L и контролируемый материал электрического тока I и измерение падения напряжения на внутренних зондах ИП с последующим измерением направления электрического тока и измерение падения напряжения на внутренних зондах ИП.