中國(guó)粉體網(wǎng)訊 芯片制造對(duì)原材料硅片的品質(zhì)，尤其純度、缺陷密度、位錯(cuò)、雜質(zhì)（氧、碳、金屬離子）含量等方面要求極為嚴(yán)苛。作為承載多晶硅熔融料的石英坩堝，其與硅料及其熔融液直接接觸，特別是在高溫（1,420℃）生產(chǎn)環(huán)境下，其本身的純度、強(qiáng)度、熱學(xué)性能、氣泡含量、表面狀態(tài)等方面的性能水平對(duì)半導(dǎo)體硅片的品質(zhì)、良率、一致性影響較大，屬于半導(dǎo)體硅片原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵耗材。
現(xiàn)階段，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，半導(dǎo)體石英坩堝等配套行業(yè)的需求和要求在不斷增長(zhǎng)，石英坩堝的市場(chǎng)也在持續(xù)增長(zhǎng)。然而全球半導(dǎo)體石英坩堝市場(chǎng)集中度高，具有領(lǐng)先技術(shù)工藝優(yōu)勢(shì)、成本控制優(yōu)勢(shì)和下游硅片廠商認(rèn)證優(yōu)勢(shì)的供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)地位穩(wěn)固，占據(jù)了整體市場(chǎng)的絕大部分份額。我國(guó)半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域與國(guó)際龍頭企業(yè)相比，在技術(shù)層面仍有提升空間。
盾源聚芯是國(guó)內(nèi)少數(shù)具備半導(dǎo)體大尺寸石英坩堝量產(chǎn)的企業(yè)之一。在半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域，公司的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)比較成熟，且在持續(xù)迭代，經(jīng)過多年行業(yè)沉淀和技術(shù)積累，其在半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域已取得國(guó)內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品也已逐步獲得環(huán)球晶圓、德國(guó)世創(chuàng)、SK Siltron、合晶科技、Okmetic等全球頭部客戶的認(rèn)可和批量使用。
盾源聚芯石英坩堝產(chǎn)品
盾源聚芯能夠同時(shí)生產(chǎn)半導(dǎo)體石英坩堝和太陽(yáng)能石英坩堝，目前，公司以半導(dǎo)體石英坩堝產(chǎn)品為主。公司石英坩堝產(chǎn)品目前能夠覆蓋14英寸-37英寸規(guī)格范圍的半導(dǎo)體和太陽(yáng)能石英坩堝，不同產(chǎn)品的內(nèi)徑、外徑、高度、壁厚等差異較大，其中，大尺寸產(chǎn)品具有較高技術(shù)和工藝難度，系公司的主打產(chǎn)品。
來(lái)源：盾源聚芯
盾源聚芯研發(fā)出的高純半導(dǎo)體石英坩堝制備技術(shù)、高強(qiáng)度石英坩堝制備技術(shù)、氣泡控制技術(shù)均已成熟應(yīng)用于公司半導(dǎo)體石英坩堝（特別是大尺寸）產(chǎn)品的制造過程中，在提升石英坩堝純度、強(qiáng)度和生產(chǎn)性能等方面發(fā)揮了重要作用。
石英坩堝生產(chǎn)工藝流程
盾源聚芯石英坩堝生產(chǎn)工藝流程為：稱砂、熔融、噴砂、過程檢查、切割、洗凈、干燥&最終檢查、冷涂。
石英坩堝生產(chǎn)工藝流程
稱砂：坩堝熔制前的配料工序，按照制造工藝表進(jìn)行原料稱重和配料，稱重后的原料通過專業(yè)的密封桶轉(zhuǎn)運(yùn)至熔制所需的機(jī)臺(tái)前。
熔融：將稱砂工序配好的原料，然后按照對(duì)應(yīng)的工藝進(jìn)行電弧加熱熔制的過程。該過程為整個(gè)坩堝生產(chǎn)前端的重要工序。使用高純半導(dǎo)體石英坩堝制備技術(shù)、高強(qiáng)度石英坩堝制備技術(shù)、氣泡控制技術(shù)等石英坩堝生產(chǎn)類核心技術(shù)：在石英坩堝的熔融過程中提高石英坩堝的純度、強(qiáng)度和氣泡水平，綜合改善石英坩堝在硅拉晶過程中的使用性能。
噴砂：去除坩堝外表面殘留浮砂。
過程檢查：對(duì)坩堝尺寸外觀進(jìn)行工序內(nèi)檢查。
切割：根據(jù)要求對(duì)坩堝的高度進(jìn)行切割。
洗凈：去除坩堝外表面殘存的污跡及污染物。
干燥&最終檢查：對(duì)坩堝進(jìn)行干燥處理，并進(jìn)行最終產(chǎn)品檢查。
冷涂：對(duì)于有該工藝要求的坩堝，內(nèi)表面進(jìn)行涂層處理。
高純半導(dǎo)體石英坩堝制備技術(shù)
石英坩堝作為直接與原材料接觸并輔助生產(chǎn)的容器，單晶硅錠的生產(chǎn)對(duì)其純度要求極高，特別是對(duì)金屬元素含量的要求達(dá)到了ppb級(jí)（10億分之一級(jí)），微小的雜質(zhì)污染都可能導(dǎo)致晶棒的重大缺陷。一方面，盾源聚芯擁有高純半導(dǎo)體石英坩堝制備技術(shù)，具備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)多層結(jié)構(gòu)的高純度石英坩堝能力；另一方面，公司與設(shè)備廠商共同開發(fā)了行業(yè)領(lǐng)先的封閉式自動(dòng)熔融機(jī)，并配套投資1,000級(jí)凈空房，能夠嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的外界污染，進(jìn)一步保證和提升石英坩堝的純凈度。
盾源聚芯采用高純度石英砂，通過特定工藝，在石英坩堝本體表面生成了多層保護(hù)層，最內(nèi)層高純層雜質(zhì)總含量≤0.5ppm，能夠極大程度保證石英坩堝內(nèi)表面純度，減少析晶程度，甚至杜絕發(fā)生析晶過程，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體硅棒在拉晶過程中不析晶，有效減少石英坩堝本體內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)入至硅液，解決了析晶引起半導(dǎo)體硅棒結(jié)晶缺陷增高的難題，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
高強(qiáng)度石英坩堝制備技術(shù)
硅棒的拉制一般在1,420℃左右的高溫環(huán)境下進(jìn)行。在該溫度下，石英材料會(huì)出現(xiàn)軟化。若石英坩堝強(qiáng)度不足，在拉晶過程中可能發(fā)生變形、塌陷，將直接導(dǎo)致長(zhǎng)晶停止，造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，在高溫環(huán)境下保持石英坩堝形態(tài)和強(qiáng)度十分關(guān)鍵。盾源聚芯經(jīng)過多年的自主研究，開發(fā)出獨(dú)特的添加劑配方和生產(chǎn)工藝，能夠確保高溫環(huán)境下的產(chǎn)品強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
公司通過特定工藝，對(duì)坩堝外表層進(jìn)行特殊處理，使其在高溫拉晶過程中，物理形態(tài)發(fā)生變化，其致密性增加且活性降低，可有效提高坩堝本體強(qiáng)度，提高坩堝的抗變形能力，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
石英坩堝氣泡控制技術(shù)
石英坩堝的不透明層氣泡含量和分布均勻程度，對(duì)坩堝熱學(xué)性能影響較大，而石英坩堝的熱學(xué)性能是影響拉晶環(huán)境（熱梯度）穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。
盾源聚芯石英坩堝氣泡控制技術(shù)可以有效控制不透明層的氣泡密度，同時(shí)還可以在特殊位置形成一定微氣泡層，有效控制拉晶過程的熱梯度，解決拉晶過程的異常波動(dòng)（液面抖動(dòng)），降低引晶次數(shù)，提高晶棒生產(chǎn)效率，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
控制石英坩堝的生產(chǎn)特性
除純度及強(qiáng)度以外，石英坩堝的生產(chǎn)特性（熱學(xué)性能、表面狀態(tài)、氣泡狀態(tài)等）也會(huì)影響單晶硅棒的成品率和品質(zhì)。盾源聚芯通過自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化、可視化的管理模式，能夠?qū)ιa(chǎn)全流程進(jìn)行精細(xì)化管控，確保石英坩堝的生產(chǎn)特性保持穩(wěn)定、一致、可靠。
參考來(lái)源：盾源聚芯招股說明書、盾源聚芯官網(wǎng)、寧夏日?qǐng)?bào)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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