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单晶硅生长炉，是通过直拉法生产单晶硅的制造设备。主要由主机、加热电源和计算机控制系统三大部分组成。
1、主机部分：
机架，双立柱
双层水冷式结构炉体
水冷式阀座
晶体提升及旋转机构
坩埚提升及旋转机构
氩气系统
真空系统及自动炉压检测控制
水冷系统及多种安全保障装置
留有二次加料口
2、加热器电源：
全水冷电源装置采用专利电源或原装进口IGBT及超快恢复二极管等功率器件。配以高频变压器，构成新一代高频开关电源。采用移相全桥软开关（ZVS）及CPU立控制技术，提高了电能转换效率，不需要功率因数补偿装置。
3、计算机控制系统：
采用PLC和上位工业平板电脑PC机，配备大屏幕触摸式HMI人机界面、高像素CCD测径ADC系统和具有立知识产权的“全自动CZ法晶体生长SCADA监控系统”，可实现从抽真空—检漏—炉压控制—熔料—稳定—溶接—引晶—放肩—转肩—等径—收尾—停炉全过程自动控制。
单晶硅原理简介；，把高纯度的多晶硅原料放入高纯石英坩埚，通过石墨加热器产生的高温将其熔化；然后，对熔化的硅液稍做降温，使之产生一定的过冷度，再用一根固定在籽晶轴上的硅单晶体（称作籽晶）插入熔体表面，待籽晶与熔体熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶体便会在籽晶下端生长；接着，控制籽晶生长出一段长为100mm左右、直径为3～5mm的细颈，用于消除高温溶液对籽晶的强烈热冲击而产生的原子排列的位错，这个过程就是引晶；随后，放大晶体直径到工艺要求的大小，一般为75～300mm，这个过程称为放肩；接着，突然提高拉速进行转肩操作，使肩部近似直角；然后，进入等径工艺，通过控制热场温度和晶体提升速度，生长出一定直径规格大小的单晶柱体；后，待大部分硅溶液都已经完成结晶时，再将晶体逐渐缩小而形成一个尾形锥体，称为收尾工艺。这样一个单晶拉制过程就基本完成，进行一定的保温冷却后就可以取出。
单晶硅勾型产品设计；半导体产业和光伏产业的快速发展促使硅单晶材料的科学研究向着高纯度、高完整性、高均匀性和大直径的方向发展,在直拉法生产硅单晶过程中引入磁场可以有效 抑制熔体对流,获得杂质分布均匀,氧浓度可控的大直径硅单晶。 本课题以6英寸直拉单晶炉横向磁场为研究对象,采用有限元法利用ANSYS软件对单晶炉横向磁场进行建模与分析,在此基础上对横向磁场的设计参数进行设计 与优化。 分析了单晶硅生长过程中熔体内存在的熔体对流、产生原因、如何引起晶体中杂质的不均匀分布及磁场抑制熔体对流的原理;以及横向磁场的组成结构、工作原 理以及横向磁场抑制熔体对流的原理;然后利用ANSYS软件建立横向磁场有限元模型,对模型仿真结果进行分析并与试验数据对比,验证了模型的正确性;后 通过模拟分析线圈匝数N、电流大小I、铁芯半径R、磁极宽度L和高度h、磁极厚度D、磁路高度H等结构尺寸参数与磁场强度及分布的关系,以及线圈匝数N、 导线截面积S、导线电流I、电流密度δ等参数与线圈功率的关系,在此基础上,对各个参数进行了优化设计,得到了横向磁场的优化设计参数及实施方案,为横向 磁场的设计找到一个方便可靠的模拟方法,提供具有指导意义和参考价值的结论。
直拉法，也叫切克劳斯基（J.Czochralski）方法。此法早在1917年由切克劳斯基建立的一种晶体生长方法，用直拉法生长单晶的设备和工艺比较简单，容易实现自动控制，生产，易于制备大直径单晶，容易控制单晶中杂质浓度，可以制备低电阻率单晶。据统计，世界上硅单晶的产量中70%～80%是用直拉法生产的。
中国西安理工大学研究所
国内以西安理工大学的晶体生长设备研究所为代表，自61年起开始生产晶体生长设备。主要产品有TDR-62B、TDR-70B、TDR-80。上虞晶盛机电工程有限公司是国内单晶硅生长炉行业的后起之秀，自主研发了真正的全自动控制系统，产品迅速了IC级硅材料行业和太阳能行业，主要产品有TDR80A-ZJS、TDR80B-ZJS、TDR80C-ZJS、TDR85A-ZJS、TDR95A-ZJS、TDR112A-ZJS。
美国KAYEX公司简介
国外以美国KAYEX公司为代表，生产全自动硅单晶体生长炉。KAYEX公司是目前世界上大，的硅单晶体生长炉制造商之一。KAYEX的产品早在80年代初就进入中国市场，已成为中国半导体行业使用多的品牌。该公司生长的硅晶体生长炉从抽真空－检漏－熔料－引晶－放肩－等径－收尾到关机的全过程由计算机实行全自动控制。晶体产品的完整性与均匀性好，直径偏差在单晶全长内仅±1mm。主要产品有CG3000、CG6000、KAYEX100PV、KAYEX120PV、KEYEX150，Vision300型，投料量分别为30kg、60kg、100kg、120kg、150kg、300kg。
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