一种直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的制作方法

本发明涉及单晶硅棒循环水打磨，尤其是一种直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置。

背景技术：

1、硅单晶作为一种重要的半导体材料，具有良好的电学性能和热稳定性，自上世纪六十年代被人们所发现和利用后，就迅速替代锗单晶成为半导体的主要材料。硅材料因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，集成电路半导体器件大多数是用硅材料制造的。

2、制备性能良好的硅单晶方法中，直拉提升法硅单晶具有设备和工艺相对简单、容易实现自动控制。直拉单晶硅棒从单晶炉中拉制出来以后需要继续进行一系列工序后才能制造半导体器件或者用于光伏发电的太阳能电池片。

3、现有的硅棒在研磨加工过程中，硅棒与研磨辊之间硬性接触，导致研磨时容易因受力不均而出现损坏，造成次品率的增加，且提高了生产成本硅棒在生产过程中需要经历打磨工序，其目的是将硅棒冒口处的毛边打平，进而方便后续的加工处理。但是由于硅棒很脆，在打磨过程中非常容易被磨损，导致材料报废，而且当前的打磨装置大都是固定的，需要硅棒进行旋转打磨，使硅棒在打磨过程中容易损坏，增加了经济损失。

技术实现思路

1、因此，本发明所要解决的技术问题是打磨导致硅棒出现损坏，打磨和酸洗无法安排在同一工序，单晶硅棒表面的保护层的分子结构分布不均匀，单晶硅棒切边后电阻分布不均匀，酸洗消耗大量水的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，包括打磨冷却仓、伸缩夹臂、耐腐蚀海绵、高压打磨水管、转动轮、支撑壁、循环水补液管、循环水池、酸洗溶液补液管、酸洗溶液仓、保护带，其中

3、伸缩夹臂在打磨冷却仓内壁与打磨冷却仓圆心连线所在直线上伸缩，多个伸缩夹臂夹紧单晶硅棒，伸缩夹臂至少有三个，伸缩夹臂夹紧单晶硅棒一端为圆弧面，多个伸缩夹臂同步伸缩，

4、耐腐蚀海绵安装在伸缩夹臂靠近打磨冷却仓圆心一侧，耐腐蚀海绵夹紧单晶硅棒一端为圆弧面，

5、高压打磨水管正对单晶硅棒一侧，转动轮贴紧单晶硅棒另一侧，

6、循环水补液管一端插入循环水池内，循环水补液管从支撑壁内穿过，循环水补液管另一端从左右两侧伸缩夹臂处插入对应耐腐蚀海绵内，

7、酸洗溶液补液管一端插入酸洗溶液仓内，酸洗溶液补液管另一端从下侧伸缩夹臂处插入对应耐腐蚀海绵内，

8、转动轮将单晶硅棒向着高压打磨水管一侧转动，

9、保护带设置在打磨冷却仓内壁上侧靠近高压打磨水管一侧，保护带下端水平高度低于高压打磨水管水平高度，保护带由多根耐腐蚀化纤细线组成，多根耐腐蚀化纤细线在保护带设置在打磨冷却仓内壁上侧一侧被固定，多根耐腐蚀化纤细线在另外一侧自然散开。

10、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：打磨冷却仓一侧设置有防溅板，打磨冷却仓设置有防溅板一侧水平高度高于打磨冷却仓没有设置防溅板的一侧。

11、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：打磨冷却仓在水平面上投影位于循环水池内。

12、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：高压打磨水管还设置有高压水箱。

13、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：高压打磨水管还设置有加沙罐，高压打磨水管一端与高压水箱连通，加沙罐在高压打磨水管中段与其连通，高压打磨水管另一端插入打磨冷却仓内。

14、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：循环水池底部设置有沉淀池。

15、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：循环水池底面倾斜，循环水池设置有沉淀池一侧低于循环水池没有设置沉淀池一侧。

16、作为本发明所述直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置的一种优选方案，其中：循环水补液管一端插入循环水池内，循环水补液管在循环水池内端口高于循环水池底部最高处。

17、本发明的有益效果：高压水打磨防止硅棒出现损坏，打磨和酸洗安排在同一装置节能减排，采用循环水节能环保，单晶硅棒表面凹处受力小，凸出受力大，耐腐蚀海绵根据受力大小自然被挤出酸洗液的量也有大小使得单晶硅棒表面形状更圆润，尤其是避免强酸深入影响单晶硅棒凹陷处内部；弱酸强酸弱酸高压水打磨的循环酸洗打磨，使得单晶硅棒表面的保护层的分子结构也分布均匀，保证单晶硅棒切边后电阻分布均匀，在三次酸洗中插入高压水打磨，使得单晶硅棒被打磨表面更光滑，第一次弱酸使得单晶硅棒表面初步形成酸洗保护膜，也保护了单晶硅棒表面，使得单晶硅棒表面凸出地方强化了第一次弱酸洗的影响，凹陷地方弱化了第一次弱酸的影响，高压打磨水冲击硅棒表面被第一次弱酸酸洗表面初步形成的酸洗保护膜，凸出地方酸洗程度更高，更容易被高压打磨水冲击脱落；第一次强酸酸洗因为海绵吸收酸洗溶液给与单晶硅棒表面强酸腐蚀，酸洗溶液在凸出受力大，会在单晶硅棒表面凸出地方排出更多强酸酸洗液，加强了单晶硅棒凸出地方的酸洗程度，减弱了单晶硅棒凹陷地方的酸洗程度；在第一次强酸酸洗的过程中第一次弱酸使得单晶硅棒表面初步形成酸洗保护膜，因为单晶硅棒表面凸出地方第一次弱酸洗所产生的酸洗保护膜更容易被的高压打磨水冲击掉落，凹陷地方第一次弱酸洗所产生的酸洗保护膜更不容易被高压打磨水冲击掉落，高压打磨水冲击硅棒表面后，在第一次强酸酸洗前，凹陷地方第一次弱酸洗所产生的酸洗保护膜厚度大于凸出地方第一次弱酸洗所产生的酸洗保护膜，有利于打磨单晶硅棒表面光滑度；第二次弱酸酸洗将第一次强酸酸洗的强酸涂抹的更加均匀的同时也稀释了单晶硅棒表面的强酸，避免强酸深入影响单晶硅棒内部，尤其是避免强酸深入影响单晶硅棒凹陷处内部，有利于调整单晶硅棒表面光滑度。

技术特征：

1.一种直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：包括打磨冷却仓（101）、伸缩夹臂（102）、耐腐蚀海绵（103）、高压打磨水管（104）、转动轮（105）、支撑壁（106）、循环水补液管（107）、循环水池（108）、酸洗溶液补液管（109）、酸洗溶液仓（110）、保护带（111），其中

2.根据权利要求1所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：打磨冷却仓（101）一侧设置有防溅板（101a），打磨冷却仓（101）设置有防溅板（101a）一侧水平高度高于打磨冷却仓（101）没有设置防溅板（101a）的一侧。

3.根据权利要求2所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：打磨冷却仓（101）在水平面上投影位于循环水池（108）内。

4.根据权利要求3所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：高压打磨水管（104）还设置有高压水箱（104a）。

5.根据权利要求4所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：高压打磨水管（104）还设置有加沙罐（104b），高压打磨水管（104）一端与高压水箱（104a）连通，加沙罐（104b）在高压打磨水管（104）中段与其连通，高压打磨水管（104）另一端插入打磨冷却仓（101）内。

6.根据权利要求5所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：循环水池（108）底部设置有沉淀池（108a）。

7.根据权利要求6所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：循环水池（108）底面倾斜，循环水池（108）设置有沉淀池（108a）一侧低于循环水池（108）没有设置沉淀池（108a）一侧。

8.根据权利要求7所述的直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，其特征在于：循环水补液管（107）一端插入循环水池（108）内，循环水补液管（107）在循环水池（108）内端口高于循环水池（108）底部最高处。

技术总结
本发明公开了一种直拉提升法制单晶硅棒循环水打磨装置，包括打磨冷却仓、伸缩夹臂、耐腐蚀海绵、高压打磨水管、转动轮、支撑壁、循环水补液管、循环水池、酸洗溶液补液管、酸洗溶液仓、保护带，其中伸缩夹臂在打磨冷却仓内壁与打磨冷却仓圆心连线所在直线上伸缩，多个伸缩夹臂夹紧单晶硅棒，伸缩夹臂至少有三个，伸缩夹臂夹紧单晶硅棒一端为圆弧面，多个伸缩夹臂同步伸缩。本发明的有益效果：高压水打磨防止硅棒出现损坏，打磨和酸洗安排在同一工序，采用循环水节能环保，单晶硅棒表面形状圆润，弱酸强酸弱酸高压水打磨的循环酸洗打磨，使得单晶硅棒表面的保护层的分子结构也分布均匀，保证单晶硅棒切边后电阻分布均匀。

技术研发人员：汪超,李会强,黄婷婷
受保护的技术使用者：南京科达新控仪表有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15