中國粉體網(wǎng)訊 芯片制造對原材料硅片的品質(zhì)，尤其純度、缺陷密度、位錯、雜質(zhì)（氧、碳、金屬離子）含量等方面要求極為嚴苛。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、強度、熱學性能、氣泡含量、表面狀態(tài)等方面的性能水平對半導體硅片的品質(zhì)、良率、一致性影響較大，屬于半導體硅片原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關鍵耗材。
現(xiàn)階段，半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，半導體石英坩堝等配套行業(yè)的需求和要求在不斷增長，石英坩堝的市場也在持續(xù)增長。然而全球半導體石英坩堝市場集中度高，具有領先技術工藝優(yōu)勢、成本控制優(yōu)勢和下游硅片廠商認證優(yōu)勢的供應商競爭地位穩(wěn)固，占據(jù)了整體市場的絕大部分份額。我國半導體石英坩堝領域與國際龍頭企業(yè)相比，在技術層面仍有提升空間。
盾源聚芯是國內(nèi)少數(shù)具備半導體大尺寸石英坩堝量產(chǎn)的企業(yè)之一。在半導體石英坩堝領域，公司的技術和產(chǎn)品已經(jīng)比較成熟，且在持續(xù)迭代，經(jīng)過多年行業(yè)沉淀和技術積累，其在半導體石英坩堝領域已取得國內(nèi)領先優(yōu)勢，產(chǎn)品也已逐步獲得環(huán)球晶圓、德國世創(chuàng)、SK Siltron、合晶科技、Okmetic等全球頭部客戶的認可和批量使用。
盾源聚芯石英坩堝產(chǎn)品
盾源聚芯能夠同時生產(chǎn)半導體石英坩堝和太陽能石英坩堝，目前，公司以半導體石英坩堝產(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)格范圍的半導體和太陽能石英坩堝，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)品具有較高技術和工藝難度，系公司的主打產(chǎn)品。
來源：盾源聚芯
盾源聚芯研發(fā)出的高純半導體石英坩堝制備技術、高強度石英坩堝制備技術、氣泡控制技術均已成熟應用于公司半導體石英坩堝（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)運至熔制所需的機臺前。
熔融：將稱砂工序配好的原料，然后按照對應的工藝進行電弧加熱熔制的過程。該過程為整個坩堝生產(chǎn)前端的重要工序。使用高純半導體石英坩堝制備技術、高強度石英坩堝制備技術、氣泡控制技術等石英坩堝生產(chǎn)類核心技術：在石英坩堝的熔融過程中提高石英坩堝的純度、強度和氣泡水平，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：對坩堝尺寸外觀進行工序內(nèi)檢查。
切割：根據(jù)要求對坩堝的高度進行切割。
洗凈：去除坩堝外表面殘存的污跡及污染物。
干燥&最終檢查：對坩堝進行干燥處理，并進行最終產(chǎn)品檢查。
冷涂：對于有該工藝要求的坩堝，內(nèi)表面進行涂層處理。
高純半導體石英坩堝制備技術
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)對其純度要求極高，特別是對金屬元素含量的要求達到了ppb級（10億分之一級），微小的雜質(zhì)污染都可能導致晶棒的重大缺陷。一方面，盾源聚芯擁有高純半導體石英坩堝制備技術，具備設計、生產(chǎn)多層結構的高純度石英坩堝能力；另一方面，公司與設備廠商共同開發(fā)了行業(yè)領先的封閉式自動熔融機，并配套投資1,000級凈空房，能夠嚴格控制生產(chǎn)過程中的外界污染，進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，實現(xiàn)半導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)進入至硅液，解決了析晶引起半導體硅棒結晶缺陷增高的難題，該技術已實現(xiàn)量產(chǎn)。
高強度石英坩堝制備技術
硅棒的拉制一般在1,420℃左右的高溫環(huán)境下進行。在該溫度下，石英材料會出現(xiàn)軟化。若石英坩堝強度不足，在拉晶過程中可能發(fā)生變形、塌陷，將直接導致長晶停止，造成嚴重損失。因此，在高溫環(huán)境下保持石英坩堝形態(tài)和強度十分關鍵。盾源聚芯經(jīng)過多年的自主研究，開發(fā)出獨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)品強度和穩(wěn)定性。
公司通過特定工藝，對坩堝外表層進行特殊處理，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度，提高坩堝的抗變形能力，該技術已實現(xiàn)量產(chǎn)。
石英坩堝氣泡控制技術
石英坩堝的不透明層氣泡含量和分布均勻程度，對坩堝熱學性能影響較大，而石英坩堝的熱學性能是影響拉晶環(huán)境（熱梯度）穩(wěn)定性的關鍵因素之一。
盾源聚芯石英坩堝氣泡控制技術可以有效控制不透明層的氣泡密度，同時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（液面抖動），降低引晶次數(shù)，提高晶棒生產(chǎn)效率，該技術已實現(xiàn)量產(chǎn)。
控制石英坩堝的生產(chǎn)特性
除純度及強度以外，石英坩堝的生產(chǎn)特性（熱學性能、表面狀態(tài)、氣泡狀態(tài)等）也會影響單晶硅棒的成品率和品質(zhì)。盾源聚芯通過自動化、標準化、數(shù)據(jù)化、可視化的管理模式，能夠?qū)ιa(chǎn)全流程進行精細化管控，確保石英坩堝的生產(chǎn)特性保持穩(wěn)定、一致、可靠。
參考來源：盾源聚芯招股說明書、盾源聚芯官網(wǎng)、寧夏日報
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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