[00824629]全自动大规模集成电路单晶硅生长炉关键技术的研究与开发

直拉式单晶硅生长炉是现代一种将多晶硅料熔化，使硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶而获得单晶体的主要设备。随着中国半导体与太阳能光伏产业的迅速发展，对大直径硅单晶片的质量要求日趋提高，对单晶炉的控制精度与性能提出了更高的要求。国产的半自动单晶炉所拉制的单晶硅棒的稳定性、均匀性、电阻率、体缺陷、无位错等特性，难以满足IC行业和高端太阳能领域对硅基材的要求，摆脱不了进口价格昂贵的全自动单晶炉的现状。因此，项目具有重要的技术战略意义及IC行业与高端光伏产业广阔的应用背景。该项目的关键技术如下：1、开发了基于极多参数过程复杂系统控制的单晶硅生长工艺实现的控制软件模块，提高晶体生长全过程中的环境稳定性，使产品的成品率可达67%-74%。(属国际先进水平)。2、开发了基于非完整图像识别的高温单晶棒直径测量软件模块，提高单晶硅棒直径测量与控制精度，减小了成品废边率。使单晶棒等径误差小于±1mm/m，达到国际同类产品的先进水平。3、开发CCD图像获取熔态硅液面位置的测量软件模块，实现液面位置精确控制，使产品性能达到高质量集成电路芯片基材的要求。4、采用了首创的、独特的副炉室自动旋转机构，可在副炉室提升到位时的缓慢旋开和快速旋闭，实现取单晶过程的安全的自动化操作。5、直线导轨式坩埚提升装置的新颖设计。6、高精度籽晶旋转与提升装置的新颖设计。开发的具有完全的自主知识产权的全自动单晶炉产品，填补了国内空白。获授权的国家专利6项，其中发明专利3项。单晶炉控制软件已获国家版权局的计算机软件著作权登记证书。