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CZ法300mm硅单晶直拉生长装备

  • 时间:2017-10-25 10:55:12
  • 来源:技术研究院

主要内容

面向90-65nm极大规模集成电路用硅单晶及抛光片制备技术需求,开展国产硅单晶生长装备的研制和试验验证,并在300mm硅材料制造企业建立300mm硅材料关键加工设备应用工程平台,推动其进入300mm硅材料规模化生产线应用。

1、研制大尺寸单晶炉用大型Cusp磁场及其控制系统。本项目依靠自主设计,独立研发,采用非对称MCZ优化设计方法研制成功国内第一台大型Cusp磁场和磁场控制系统,实现了我国在此领域技术及其装备零的突破,为拉制高品质硅单晶奠定了基础。主要特点:

(1)磁场强度高0-2054Gs连续可调;

(2)磁场的优化设计使磁场热损耗降低,提高电能利用率;

(3)该装置达到国外同类产品技术水平且售价低(1/3)。 ? ? ? ??

2、开发了大尺寸硅单晶精确拉速控制与直径控制技术。为解决硅单晶提拉生长过程中拉速不稳定、波动较大的问题,通过自适应多模型智能控制方法来实现拉速的精确控制,利用高清全数字亚像素图像处理方法来控制晶体直径,实现了高精度等径生长控制,获得高品质的硅单晶。???

3、开发了全自动网络化单晶炉电气控制系统。针对拉晶生产效率的不断提高和现代企业管理的需求,采用精密的检测手段对各过程物理量进行精确检测,建立了基于数据和知识的智能优化模型,结合生产工艺提出了完整的全自动生产流程控制算法和参数,实现了对强耦合、时变非线性晶体生长过程的自适应优化控制,并达到控制精度。

4、研制成功高精度激光液位检测及控制技术。针对单晶炉在拉晶过程中溶液液位测量精度低的难题,首次提出了采用激光曲面镜反射进行熔硅液位检测的方法和籽晶与熔融硅液面接触的检测方法,研制了曲面反射镜线性光学放大的激光液面检测装置,提出了抗腐蚀耐高温的传感器检测方法,解决了现有激光测距存在数据不稳定,干扰因素多的问题。

技术特点

成功解决了在嵌入式系统中实现CANopen协议站的难关,实现了各种模块无缝接入系统。采用现场总线技术设计了网络化的电气控制系统,信号采集和传输可靠性高、精度高,系统结构简洁,性能稳定,极大简化了系统的布线和接地抗干扰问题。系统整体获得欧洲CE认证。

应用范围

1、生产适用于集成电路级(IC级)大尺寸硅单晶棒;

2、提高太阳能级硅单晶生产效率及质量。

市场前景

本项目为适合极大规模电子级半导体用晶体生长设备,利用本装备可迅速实现产业化生产。随着三星半导体项目的建成投产,其对高品质电子级晶圆片将保持长期的稳定需求。本项目的设备拥有广阔的市场前景,用其生产的大直径、高品质单晶将能直接满足三星半导体工艺的需求,进入其长期的生产供应链。随着大直径电子级单晶的量产,将会有力带动周边地区后道晶圆片加工水平、能力的提升。晶圆生产、加工能力的提升必将加快产业链的调整和升级,将有力带动我省信息产业的发展,也将会促进国内的集成电路产业发展,为我国的半导体芯片自主研发、生产奠定坚实的基础。

合作方式

技术服务、技术入股,费用面议。

接产方式

? 洁净厂房、循环冷却水系统、氩气储存及输送系统。