
2月26日,内蒙古自治区投资项目在线审批办事大厅公布年产2万吨超高纯石英砂(内层砂)、15万只石英坩埚项目备案。
项目名称:年产2万吨超高纯石英砂(内层砂)、15万只石英坩埚项目
建设单位:华硅(内蒙古)新材料科技有限公司
项目投资:20000万元
建设地点:内蒙古包头稀土高新技术产业开发区红旗大道55号包头市赛力特尔羊绒制品有限公司院内
占地面积:7.5亩
建设内容:厂房建筑面积5000平方米,建设年产2万吨超高纯石英砂、15万只石英坩埚项目,分二期实施,一期建设年产1万吨超高纯石英砂生产线;二期建设年产1万吨超高纯石英砂、15万只石英坩埚生产线。
石英坩埚是由石英砂制成的容器,具有高纯度、耐高温、使用时间长等特点,目前广泛应用于半导体和光伏领域单晶硅棒的生产工艺中,是半导体硅片和光伏硅片生产过程中硅料熔融、晶体生长环节的重要耗材。
石英坩埚一般采用电弧法生产,美晶新材招股书显示,石英坩埚的具体生产工序如下:
石英坩埚的原料是石英砂,按照不同石英坩埚的技术包要求,准备不同型号的石英砂,并称取相应的重量密封配送至熔融车间对应的机台备用。该工序需要保证用料准确。
将石英砂按照技术要求成型至旋转模具内表面,通过电弧高温熔制成坩埚毛坯。电弧熔炼过程中,原料在高温下熔化成液态,并去除其中的杂质和气体。该工序是制作石英坩埚的核心工序,直接决定了石英坩埚的纯度、强度、微气泡密度水平。
去除熔制后坩埚毛坯的外层浮砂。通过该工序可以去除石英坩埚外表面粘附的浮砂,防止浮砂影响坩埚的拉晶性能。
检测石英坩埚外观及透明层微气泡状态。通过该工序可以防止外观不合格的产品流出。
切割系统通过MES系统提供的数据源,按照客户规格对石英坩埚毛坯进行切割。该工序主要用于保证产品满足客户对石英坩埚的高度要求。
通过传感器自动检测石英坩埚外径、厚度、高度以及重量。通过该工序可以防止尺寸不合格产品流出。
通过水洗、酸洗、水洗的工艺顺序对坩埚的内外表面进行自动刻蚀清洗。该工序可以有效去除石英坩埚内外表面杂质,是保证石英坩埚纯度的重要手段。
喷涂系统根据产品图号,调取相应的喷涂工艺,通过机器人手臂对石英坩埚内表面喷涂,制作钡涂层。该工序是涂层坩埚制作涂层的核心工序,能保证坩埚使用过程中形成均匀的析晶层,提升坩埚的长晶性能。
坩埚出货前的检查,主要检查坩埚外观,防止不合格品流出。
1. 显微气泡含量:石英坩埚内表层的显微气泡在拉晶过程中会与硅液接触,在高温和低气压下气泡可能破裂释放,导致硅棒断线,影响成晶率。
2. 内表层纯净度:石英坩埚内表层的杂质,如Li、Na、K、Ca等,会扩散到硅液中,影响单晶硅的电性能指标。
3. 石英砂纯度:作为石英坩埚的核心原料,高纯石英砂的纯度直接影响坩埚的品质。内层砂的纯度需达到4N8(大于99.998%),并且对气液包裹体、晶格杂质、稳定性也有高要求。
4. 坩埚强度:坩埚在长时间的拉晶过程中不能变形,这要求石英坩埚具有足够的强度来保持其结构形状。
5. 生产工艺:石英坩埚的熔制工艺和上料成型工艺对最终产品的品质有重要影响。优化工艺可以减少显微气泡,提高坩埚的均匀性和稳定性。
6. 石英坩埚的分层结构:石英坩埚通常分为内外双层或三层结构,内层砂直接接触晶液,对纯度要求极高,中外层砂的纯度要求相对较低。
7. 石英坩埚的宏观缺陷:如大气泡、黑点、迸溅和析晶等,这些缺陷可能由石英砂中的杂质或生产过程中的操作不规范引起,严重影响坩埚质量。
石英坩埚的品质直接关系到单晶硅棒的生产成本和产品产量质量,因此石英坩埚制造企业需要严格控制生产过程中的各个环节,以确保最终产品的品质。
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