扩散炉的使用、安全与维护技巧

扩散炉由四大部分组成：控制部分、推舟净化部分、电阻加热炉部分及气源部分。控制部分要控制进出舟；推舟净化部分主要为舟的进出提供洁净的环境；电阻加热炉主要是控制扩散炉的温度；气源部分主要控制扩散源的流量及尾气的排放量。图7-17示出扩散炉。

1.扩散炉的使用

（1）工艺控制软件的使用

1）软件的启动。

2）温度设置。扩散炉有恒温、调试和维护三段温控器。恒温用于自动控制，界面上可显示有温度曲线、流量曲线及系统时间。

3）阀动作设置。界面有系统的气路总图，可以对氧气阀、氮气阀、小氮阀等状态和气体流量进行设置。

图7-17 扩散炉

4）舟动作设置。舟动作有舟前进、舟后退、舟停止、前限位、后限位。舟处于哪个状态，哪个状态就显示红色“True”。

5）调试恒温区。当温度达到设定温度并稳定后，用标准测温系统先测三个点：恒温区中点、左端点、右端点。如800mm长的恒温区，则测炉体中点及左右400mm处的两点。根据测得温度的高低，对相应的温控仪的温度修正值做出修正，修改后待温度稳定15min后再测。经多次反复到三点调平后，再将热电偶放至炉体左端处稳定20min以上；然后每隔5min将热电偶拉出60mm，根据数字表的显示情况，再对相应温控仪的温度修正值做适当调整。

6）工艺编辑。工艺编辑内容有打开工艺、编辑工艺、工艺保存、工艺曲线历史记录。

编辑工艺的内容主要是将前面温度设置、扩散程度，以及流量设置、碳化硅浆进出设置、舟动作设置等编成先后运作的次序。这是自动运行最为关键的一步。编辑完后，要空运行试验，确认无误方可用于实际生产。

7）工艺运行。

8）其他。断点启动、报警显示、退出程序等。

9）扩散炉操作流程。图7-18示出扩散炉操作流程。

图7-18 扩散炉操作流程

（2）功能件的使用。功能件主要指碳化硅浆、石英器件、扩散源等。

1）碳化硅浆的使用

① 使用前首次清洗。用HF∶HCl∶H₂O=1∶1∶4浸泡，然后在去离子水中彻底清洗、漂洗；再在干净的氮气吹扫环境下，室温干燥24h，或者在160℃下干燥5h，吹扫后以低速（小于302mm/min）、低温（低于400℃）的状态进入炉管。400℃保持12h后，再以8℃/min的速度升温。

② 维护时清洗。使用HF∶H₂O=1∶5的溶液浸泡，然后在去离子水中彻底清洗、漂洗。清洗周期根据具体情况确定。干燥同①。

2）石英器件用6%HF溶液浸泡4 min，再用去离子水冲洗，干燥待用。

3）扩散源。

① 源瓶的灌装。装源的石英瓶必须清洗干净，并用氮气吹干；确保源瓶上的阀门与瓶颈之间无泄漏；必须在有良好抽风系统的房间进行装源，操作人员必须佩戴能有效保护眼睛及呼吸系统的防护面具，必须戴好厚橡胶手套，不得将皮肤裸露在外。(www.xing528.com)

② 源瓶的安放

a）在源瓶放入恒温槽之前，不得打开源瓶上的阀门。

b）向恒温槽注入纯水，纯水量为槽容积的2/3。

c）双手扶着源瓶，慢慢放入恒温槽。

d）连接好气管。小管进气通至源瓶底部，携带源的氮气从粗管排出。

e）打开进气阀和出气阀。

2.扩散炉的安全

（1）安全注意事项

1）进气管道和出气管道不可接反。

2）装好源瓶后，进气阀和出气阀必须打开，否则一旦运行会导致事故。

3）装源瓶时，必须在良好的通风排毒的条件下进行。

4）进行扩散工艺时，炉口废气室、源柜的排气口一定要与通风系统相通。

5）超温保护要求每天工艺前测试一次。

（2）出现故障时的处理

1）扩散源出现故障时，应先关闭相应的气路手动阀，并停止工艺运行。

2）炉子超温会自动切断加热电源，并发出声光报警。应查找原因，故障排除后再重新启动。

3）如发现液源溢出，要暂停工艺运行，并立即擦拭干净。查看瓶源是否破裂。

3.扩散炉的维护

（1）恒温区校准周期。炉子恒温区调好以后，不是频繁连续工作，可两个月校准一次；连续工作，一个月校准一次。

（2）在隔一天以上的工艺之间，炉体最佳保温为450～650℃。

（3）设备长期保持清洁、干燥、无污染。

（4）设备长期不用，每隔一星期通电运行一次，防止器件受潮失效。