单晶硅烘箱的的使用特性

首先，将高纯多晶硅原料放入单晶硅烘箱中，通过石墨加热器产生的高温将其熔化。然后，将熔融的硅液稍微冷却，使其产生一定程度的过冷，然后将一根固定在种子晶体轴线上的硅单晶(称为种子晶体)插入熔体表面，将种子晶体与熔体熔化后，慢慢拉起种子晶体，种子晶体会在底部生长;然后，控制种晶生长出长约100mm、直径3 ~ 5mm的细颈，用于消除高温溶液对种晶的强烈热冲击造成的原子排列错位。这个过程就是晶体感应。随后，将晶体的直径扩大到工艺所需的尺寸，一般为75 ~ 300mm，此工艺称为肩程;然后，突然加大拉肩速度进行旋转操作，使肩部近似成直角;然后，通过控制热场温度和晶体提升速度，生长出具有一定直径尺寸的单晶圆柱体。最后，当大部分硅溶液完成结晶时，晶体会逐渐收缩，形成尾锥，称为精加工过程。这样的单晶拉拔工艺基本完成，经过一定的保温冷却后即可去除。采用PLC和上位工业平板电脑，配有大屏幕触摸屏HMI人机界面，高像素CCD测径ADC系统和具有自主知识产权的“CZ晶体生长SCADA自动监测系统”。可实现从真空检漏到炉膛压力控制、熔炼、稳定、溶解、感应结晶、释肩、转肩、等径、端头、停炉全过程的自动控制。

单晶硅烘箱方法，也被称为烘箱方法。早在1917年，单晶硅烘箱就确立了这种晶体生长方法。该直拉法生长单晶的设备和工艺相对简单，易于实现自动化控制，生产效率高，易于制备大直径单晶，易于控制单晶中杂质的浓度，可制备低电阻率单晶。据统计，目前世界单晶硅产量的70 ~ 80%是采用直拉法生产的。HD系列硅单晶炉炉膛采用三段式设计。上气缸和上盖可上下升降，两侧翻转，便于装载和维修。炉膛升降支承采用双柱设计，提高稳定性。支撑柱安装在炉体支撑平台的上方，便于平台下方设备的维护。采用丝杠升降工艺，简单干净。

单晶硅烘箱自动控制系统采用模块化设计，维护方便，可靠性高，抗干扰性好。双摄像头实时采集晶体直径信息。液位测温保证较低的晶种温度和重复性。可选择炉温控制方式或加热功率控制方式，保证温度控制精度。质量流量计精确控制氩气流量。高精度真空表配合电动蝶阀实时控制炉膛真空度。上砝码传感器用于辅助控制杆的直径。伺服电机和步进电机的混合使用可以满足所需的转矩，实现速度的精确控制。质量流量计精确控制氩气流量。单晶硅烘箱专有控制软件采用Windows平台，操作简单直观方便。各种曲线和数据交叉分析工具为实时过程监控提供了平台。完整的工艺设置界面，计算机可以自动完成几乎所有的工艺。

加热电源采用绿色纵12脉冲直流电源。它比传统的直流电源节省近15%的能源。特殊的温度场设计可使拉晶速度提高20-30%。