单晶炉设备

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单晶炉加热器工作原理

单晶炉加热器工作原理

01单晶炉的构成
单晶硅炉,也称全自动直拉单晶生长炉,是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备,由主机、加热电源和计算机控制系统三大部分组成。

单晶硅炉型号有两种命名方式,一种为投料量,一种为炉室直径,比如120、150 等型号是由投料量决定,85 炉则是指主炉筒的直径大小。

02单晶炉工作原理
将多晶硅原料放在炉体的石英坩埚内进行高温熔化(1450℃以上),在低真空度和氩气保护下,通过紫晶插入多晶硅熔体后,在紫晶周围形成过冷态并进行有规律生长,形成一根单晶棒体。

单晶生产基本流程是:将多晶硅原料放入单晶炉,加热融化,逐步分别进行缩颈生长、放肩生长、等径生长和尾部生长,然后开炉取料,进行晶体测试,最后进行包装、入库,再发货。

晶盛160单晶炉结构

晶盛160单晶炉结构

晶盛160单晶炉结构晶盛160单晶炉是一种应用于半导体材料生长过程中的设备。

本文将对晶盛160单晶炉的结构进行详细介绍。

晶盛160单晶炉的结构主要包括炉体、加热装置、控制系统和气体供应系统。

炉体是晶盛160单晶炉的主要组成部分,它通常由高温材料制成,如石墨。

炉体的内部有一个容纳材料生长的腔室,通常为圆柱形。

腔室的上部有一个开口,用于放置生长介质和种子晶体。

炉体的底部有一个出料口,用于取出生长的单晶材料。

加热装置是晶盛160单晶炉的关键组件之一。

它通常由电热丝或电磁线圈组成,用于提供必要的热能以使生长介质熔化并促进单晶生长过程。

加热装置可以通过外部的电源进行控制,以调节温度和热能输入量,从而实现对单晶生长过程的精确控制。

控制系统是晶盛160单晶炉的另一个重要部分。

它通常由温度控制器、时间控制器和其他相关仪器组成。

温度控制器用于监测和调节炉体内的温度,以确保生长过程中的温度稳定性。

时间控制器用于设置和控制生长时间,以确保生长过程的持续性和一致性。

其他相关仪器如压力传感器和流量计等,用于监测和调节生长过程中的气体供应和压力。

气体供应系统是晶盛160单晶炉中的重要组成部分。

它通常包括气体源、气体流量控制器和气体分配装置。

气体源提供所需的生长气体,如氩气、氧气和氮气等。

气体流量控制器用于调节和控制气体的供应量,以确保生长过程中的气氛稳定。

气体分配装置用于将气体分配到炉体内的适当位置,以实现均匀的气氛分布。

晶盛160单晶炉的结构主要包括炉体、加热装置、控制系统和气体供应系统。

这些组成部分共同作用,实现对半导体材料生长过程的精确控制,从而获得高质量的单晶材料。

晶盛单晶炉作业指导书

晶盛单晶炉作业指导书

晶盛单晶炉作业指导书晶盛单晶炉是一种高温熔炼设备,主要用于实验室、研究机构以及一些小规模生产场所进行单晶材料的制备。

本作业指导书旨在为操作人员提供详细的操作步骤和注意事项,以确保安全可靠地操作晶盛单晶炉。

一、设备准备1. 确保晶盛单晶炉设备完好无损,并检查电源是否正常。

2. 将晶盛炉设备放置在通风良好、防火安全的场所,并确保离其他设备和易燃物距离足够。

3. 准备好所需的单晶生长设备、单晶种子、熔化样品以及其他实验所需材料和工具。

二、操作步骤1. 插入晶盛并连接电源。

首先将晶盛轻轻插入炉内,并确保与电源连接牢固。

注意避免触碰炉体,以免烫伤。

2. 打开电源开关,并调整炉体温度。

根据实验需求设定炉温,并通过控制面板进行温度调节。

3. 温度上升阶段。

将炉温缓慢升高,避免温差过大引起晶体结构异常。

4. 投入单晶种子并开始熔化。

待炉温达到要求后,将单晶种子放置在炉内,观察熔化过程,确保样品均匀熔融。

5. 单晶生长阶段。

根据所需单晶材料的要求,保持恒定的温度和熔融状态,稳定地进行单晶生长。

6. 单晶生长完成。

待单晶生长完毕,将电源关闭,并等待炉温降至安全温度后,方可取出单晶。

三、注意事项1. 操作前检查设备及电源连接是否正常,确保操作安全。

2. 晶盛单晶炉高温,操作人员应穿戴防热手套和保护眼镜,避免烫伤和灼伤。

3. 遵循操作规程,严格按照制定的温度曲线进行操作,避免过大的温差影响晶体质量。

4. 炉体外部温度高,禁止操作人员触碰,以免烫伤。

5. 单晶材料、单晶种子等操作材料应储存妥善,避免受潮或污染。

6. 操作过程中要保持炉外环境干燥洁净,避免灰尘和异物进入炉内影响单晶生长。

7. 操作结束后,及时关闭电源,并等待炉温降至安全温度后取出单晶。

四、常见故障处理1. 温度控制失常。

检查温度控制仪表及传感器是否正常,排除故障后重新操作。

2. 单晶材料熔融异常。

检查材料质量和配比是否准确,避免杂质或空气进入熔融材料,影响单晶质量。

直拉单晶炉设备简介结构

直拉单晶炉设备简介结构

直拉单晶炉设备简介结构单晶炉设备,也称为单晶生长炉,是一种用于生产高质量单晶材料的先进设备。

单晶材料在电子、光电子、光学和磁学等领域有着广泛的应用。

单晶炉设备通过熔融法或气相沉积法进行单晶生长,其结构一般包括炉体、加热元件、温度控制装置、控制系统和附件等部分。

一、炉体炉体是单晶炉设备的主体部分,一般由炉罐和炉盖两部分组成。

炉罐通常由耐高温、高膨胀系数的材料制成,如石墨、石英等。

炉罐的内部需要保持一定的真空度,以防止杂质的污染。

炉盖通常是一个单向旋转的结构,方便单晶生长过程中的试样的进出。

二、加热元件加热元件是单晶炉设备中起到加热作用的部分,一般由电阻丝、电阻板等构成。

加热元件的作用是提供足够的热量使试样内部达到熔点并保持一定的熔化状态。

加热元件通常布置在炉罐的外侧,通过电源供电控制加热温度。

三、温度控制装置温度控制装置是保证单晶生长过程中温度的稳定性和精确性的关键部分。

一般由温度传感器、温控仪和加热控制系统组成。

温度传感器通过测量试样的温度信号反馈给温控仪,温控仪根据设定的温度范围和精度,调节加热控制系统提供的热量,以实现稳定的温度控制。

四、控制系统控制系统是单晶炉设备的核心部分,主要包括温度控制系统、真空控制系统、气体流量控制系统和运行状态监测系统等。

温度控制系统通过控制加热元件的供电功率,实现对温度的控制。

真空控制系统通过控制抽气装置的工作状态,实现对炉罐内真空度的控制。

气体流量控制系统用于控制与单晶生长过程相关的气体的输入和排出。

运行状态监测系统可根据实际需要监测单晶炉设备的工作状态和性能,以提供参考和保障设备的正常运行。

五、附件单晶炉设备的附件包括保护屏、加热瓶、真空泵等。

保护屏是一种用于保护实验人员免受高温辐射的屏障。

加热瓶是单晶生长过程中用来加热试样的容器。

真空泵是单晶炉设备用于维持炉罐内真空度的设备,通常由机械泵和分子泵组成。

总结起来,单晶炉设备是一种结构复杂、功能完善的高精度设备,用于生产高质量单晶材料。

直拉单晶炉设备简介结构课件

直拉单晶炉设备简介结构课件
3
直拉单晶炉的改良
1.为了缩小设备高度、增加稳定 性, 目前普遍采用软轴代替原来的硬 轴;
2.为了实现重复加料及重复拉晶, 都采用一下一上两个炉室(主室和副 室);
4
直拉单晶炉的改良
3.为了确保真空度和转动的稳定性, 大 都在上、下轴的旋转部分安装磁流体密封。
4.为了加大了投料量, 在电源、水冷及 炉压监控上, 采用了多种安全保障措施和安 全装置, 电气上做到了全程自动控制和数据 交换, 温度自控、等径自控和安全报警等。
以供拉晶用
2
直拉单晶炉的需求
为了提高生产效率, 降低成本, 也为了保证器件参数的 一致性、可靠性, 都希望直拉单晶大直径化, 设备控制高度 自动化。目前世界上已制造出了装料量达400kg以上, 单晶 直径达300mm以上, 从抽空到拉晶结束全部自动化控制, 且 稳定性、可靠性极好的大型直拉单晶设备。为了提高单晶 的内在质量或者某方面参数的特殊要求, 也出现了磁场法 直拉单晶炉和具有两个主炉室的连续加料直拉单晶炉等。
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此外国内还有北京、常州、宁夏等地生产 直拉单晶炉。很多炉型都采用了磁场装置, 大 大地提高了单晶硅的质量。
宁夏日晶新能源装备股份有限公司是专业 的直拉式单晶硅直拉炉生产厂家, 目前主要产品 有单晶炉、铸锭炉、石英坩埚、其他半导体相 关设备, 公司技术力量雄厚, 研制开发技术支持 能力强大, 并在上海同时设有销售及售后服务中 心。
22
作为全自动炉子来说, 现在上虞晶盛于去年成 立, 其设备已经卖到了有色院、峨嵋等半导体厂家、 其控股公司杭州慧祥(专门做电控部分)由中标了 宁夏隆基320台单晶炉电控部分。上海汉虹在常州天 合40台、上海卡姆丹克40台, 最近有签单昱辉120台。 至于KAYEX则重点是半导体企业。华德在这里就不 用说了。

单晶炉构造

单晶炉构造

单晶炉构造单晶炉构造单晶炉是材料科学领域用于制备高纯度单晶的重要设备,它主要由加热室、降温室、气体处理系统和控制系统等部分组成。

其构造精密、操作复杂,下面将从构造的各个方面进行介绍。

一、加热室加热室是单晶炉的核心部件,主要由炉体、加热器和保温材料组成。

炉体是单晶炉承受外部温度变化和内部高温作用的主要承载部件,由石墨、石英和陶瓷等耐高温材料制成。

加热器则是将电能转化为热能的关键部件,常用的有电阻丝和感应加热等方式,能够提供长时间、稳定地加热环境。

保温材料则主要用于隔离炉体和加热器的高温区域与外部温度差异较大的区域,通常采用氧化铝陶瓷等材料。

二、降温室降温室具有使晶体逐渐冷却的作用,主要由冷却器、炉心支架、石英管和封接材料等组成。

封接材料通常为高纯度石英或高温聚合材料,能够承受高温和氧化介质的腐蚀。

石英管则是传导与将炉内高热量储存压载晶体移动到降温室的重要渠道。

炉心支架则承担着晶体和石英管的固定和支撑作用,通常采用陶瓷和石墨混合材料,具有高强度和低热膨胀系数的优点。

三、气体处理系统气体处理系统主要作用是保障单晶炉内部气氛稳定和纯净。

它通常有气体进口、循环处理、尾气处理、真空开关等组成。

气体进口要求高纯度,通常采用氢气、氮气、氩气等惰性气体,以及少量的有机气体。

循环处理需要对炉体、石英管等部件进行不断清洗、抽真空、注入惰性气体等操作,以维持高纯度氛围。

尾气处理则主要是将炉内产生的废气处理成无害物质进行排放。

四、控制系统单晶炉在生产加工过程中需要进行精确的控制操作,以保障晶体生长过程中的稳定性,控制系统是实现这些操作的关键。

它主要由计算机控制系统、数据采集与传输系统、传感器、操作界面等组成。

计算机控制系统是单晶炉生产的大脑所在,通过精准的算法来控制炉内各个参数,并实时反馈数据给操作员进行分析和调整。

数据采集与传输系统则负责将炉内参数传输到计算机系统中,采集形式多样,常用的有温度传感器、压力传感器、流量计等。

单晶硅生长炉详细介绍

单晶硅生长炉详细介绍

单晶硅生长炉详细介绍单晶硅生长炉是用于生产单晶硅的设备,它是半导体材料工业中最重要的设备之一。

单晶硅是制造半导体器件和太阳能电池的基础材料,具有非常高的纯度和晶格完整性。

单晶硅生长炉采用了多次熔融和凝固的过程,通过控制温度和气氛条件,使硅材料逐渐形成单晶结构。

以下是单晶硅生长炉的详细介绍:1. 炉体结构:单晶硅生长炉通常由炉体、加热器、温度控制系统、气氛控制系统和旋转机构组成。

炉体通常由石英材料制成,因为石英具有良好的耐高温性能和化学稳定性。

2. 加热器:炉体内部的加热器用于提供高温条件,以使硅材料熔融并形成单晶结构。

常用的加热方式包括电阻加热和感应加热。

3. 温度控制系统:温度控制系统用于确保炉体内部的温度稳定和均匀。

它通常包括温度传感器、温度控制器和加热功率调节器。

温度控制系统可以根据需要自动调节加热功率,以实现精确的温度控制。

4. 气氛控制系统:气氛控制系统用于控制炉体内的气氛条件,以确保单晶硅的质量。

常用的气氛包括惰性气体(如氩气)和氢气。

气氛控制系统可以实现气氛的流动和交换,并根据需要添加其他气体或化学物质。

5. 旋转机构:单晶硅生长炉通常采用旋转机构来实现硅材料的均匀熔融和凝固。

旋转机构可以使炉体内的硅材料均匀受热,并通过旋转来形成单晶结构。

单晶硅生长炉的工作过程通常包括以下步骤:首先,将多晶硅块放入炉体中,并加热到足够高的温度,使硅材料熔化。

然后,通过旋转机构和温度控制系统的控制,使熔融的硅材料逐渐冷却凝固,形成单晶硅结构。

在整个过程中,温度和气氛条件需要精确地控制,以确保单晶硅的高纯度和晶格完整性。

单晶硅生长炉是一种关键的设备,用于生产高纯度的单晶硅材料。

它通过控制温度、气氛和旋转等参数,实现硅材料的熔融和凝固,最终形成单晶结构。

单晶硅生长炉在半导体材料工业和太阳能电池制造领域具有广泛的应用。

单晶炉操作说明

单晶炉操作说明

单晶炉操作说明单晶炉操作说明1.介绍本文档为单晶炉操作说明,旨在提供操作指南,确保正确、安全地操作单晶炉。

本文涵盖了单晶炉的基本知识、操作步骤以及相应的安全注意事项。

2.单晶炉基本知识2.1 单晶炉简介单晶炉是一种用于生产单晶材料的设备,通过控制温度和环境条件来实现单晶材料的生长过程。

2.2 单晶炉组成单晶炉主要由以下组件组成:- 加热器:提供所需的加热能量,通常使用电阻加热方式。

- 容纳腔体:用于放置单晶材料和控制生长环境的空间。

- 控制系统:用于监测和控制加热器温度、生长环境等参数的设备。

3.操作步骤3.1 准备工作3.1.1 确保单晶炉设备处于正常工作状态。

3.1.2 检查加热器和温度控制系统的连接情况,确保正常工作。

3.1.3 准备好所需的单晶材料和其他辅助材料。

3.2 开始操作3.2.1 打开单晶炉的电源开关,启动加热器。

3.2.2 设置所需的生长温度,并等待温度达到设定值。

3.2.3 打开单晶材料放置腔体,并将单晶材料小心放置在适当的位置上。

3.2.4 根据需要,设置生长环境(如气体流量、气氛组成等)。

3.2.5 监测生长过程中的温度和其他关键参数,确保生长条件的稳定性。

3.2.6 根据所需的生长时间,保持稳定的生长条件,并监控生长过程。

4.安全注意事项4.1 在操作单晶炉前,确保已经了解并理解相关的安全规定和标准。

4.2 操作单晶炉时,穿戴适当的个人防护装备,如防护服、护目镜等。

4.3 注意避免在单晶炉周围堆放易燃和易爆物品。

4.4 在操作过程中,遵循设备制造商提供的操作指南和注意事项。

5.附件本文档涉及的附件包括:- 单晶炉设备操作手册- 单晶材料生长参数记录表6.法律名词及注释- 单晶材料:具有一个无缺陷晶体结构的材料,通常用于电子器件制造等领域。

- 加热器:一种用电阻加热的设备,用于提供加热能量。

松瓷单晶炉使用说明书

松瓷单晶炉使用说明书

松瓷单晶炉使用说明书松瓷单晶炉使用说明书一、产品介绍松瓷单晶炉是一种专业的材料制备设备,主要用于生产单晶材料。

该设备采用高温加热技术,能够精确控制温度和时间,以满足不同材料的生产需求。

二、安装与调试1. 安装前请先检查设备是否完好无损。

2. 将设备放置在平稳的地面上,并连接好电源线。

3. 打开电源开关,进行电气测试,确保所有电气元件正常工作。

4. 进行机械部分的调试,如传动系统、加热系统等。

5. 进行温度控制系统的调试,确保能够精确控制温度。

三、操作流程1. 开机前,请先检查所有操作部件是否正常工作。

2. 打开电源开关,并将温度控制器设置为所需温度。

3. 将待处理的材料放入样品架中,并将样品架放入炉腔内。

4. 关闭炉门,并开始加热过程。

5. 确保在加热过程中始终保持目标温度稳定,避免出现过高或过低的情况。

6. 加热结束后,关闭电源开关,等待设备冷却至室温后方可取出样品。

四、注意事项1. 在操作设备时,请戴好防护手套和眼镜,以避免受到高温伤害。

2. 在加热过程中,请勿将手伸入炉腔内,以避免受到高温灼伤。

3. 请勿在设备上使用任何化学试剂或液体,以免对设备造成损坏。

4. 在使用过程中,如发现任何异常情况,请立即关闭电源开关,并联系专业技术人员进行维修处理。

五、维护保养1. 每次使用完毕后,请进行设备清洁,并检查所有部件是否正常工作。

2. 定期对设备进行检查和维护,并更换损坏的零部件。

3. 请勿在潮湿或易受腐蚀的环境中存放设备,以避免对设备造成损坏。

4. 如长时间未使用该设备,请将其存放在干燥通风的环境中。

六、故障排除1. 如发现温度控制不准确,请检查温度传感器和温度控制器是否正常工作。

2. 如发现加热不均匀,请检查加热元件是否正常工作,并进行调整。

3. 如发现设备无法启动,请检查电源开关和电气元件是否正常工作。

七、技术参数1. 最高温度:1800℃2. 控温精度:±1℃3. 加热方式:电阻加热4. 加热功率:5KW八、结语松瓷单晶炉是一种高端的材料制备设备,具有精准的温度控制和高效的加热能力。

单晶炉设备人员培训计划

单晶炉设备人员培训计划

单晶炉设备人员培训计划一、培训目的单晶炉设备是用于生产单晶硅片的重要设备,对设备操作人员的要求较高。

为了提高设备操作人员的专业水平和安全意识,保障设备的正常运行和生产效率,制定单晶炉设备人员培训计划是非常必要的。

本培训计划旨在提高设备人员对单晶炉设备的操作技能和安全意识,使其能够熟练、安全地操作设备,并在设备运行过程中及时发现和解决设备故障,确保设备正常运行。

二、培训对象本培训计划的对象是单晶炉设备操作人员,他们需要具备一定的机电设备操作和维护经验,有一定的工作经验和技能。

三、培训内容1. 单晶炉设备的基本构造和原理了解单晶炉设备的基本构造和工作原理,包括设备的主要组成部分、各部分的功能和相互关系等。

2. 单晶炉设备的操作规程学习单晶炉设备的操作规程,包括设备的开机、关机、运行参数的设置和调整、设备故障的处理等。

3. 单晶炉设备的安全操作掌握单晶炉设备的安全操作要求,包括设备的安全保护装置的使用、安全操作流程等。

4. 单晶炉设备的故障排除学习单晶炉设备的日常故障处理方法,包括故障检测、故障排除等。

5. 单晶炉设备的维护保养掌握单晶炉设备的日常维护保养知识,包括设备的清洁、润滑、维修等。

6. 单晶炉设备的操作技能提高设备操作人员的操作技能,包括设备的手柄操作、按钮操作、参数设置、调节等。

7. 单晶炉设备的生产管理了解单晶炉设备的生产管理知识,包括生产计划、生产过程控制、品质管理等。

四、培训方式1. 理论教学通过教材讲解、多媒体演示等方式进行理论教学,讲解单晶炉设备的基本构造和原理、操作规程、安全操作等知识。

2. 操作演练设备操作人员在实际设备上进行操作演练,包括设备的开机、关机、参数设置、故障处理等。

3. 专业培训邀请设备制造商或相关专业技术人员进行专业培训,提供设备操作技能培训、故障排除经验分享等。

4. 观摩交流安排设备操作人员进行其他单位的单晶炉设备观摩和交流学习,增加经验和见识。

五、培训计划1. 培训时间:为期7天2. 培训地点:公司内部培训室和现场操作3. 培训安排:每天8小时培训,分为理论教学和操作演练两部分4. 培训内容:- 第一天:单晶炉设备的基本构造和原理- 第二天:单晶炉设备的操作规程- 第三天:单晶炉设备的安全操作- 第四天:单晶炉设备的故障排除- 第五天:单晶炉设备的维护保养- 第六天:单晶炉设备的操作技能- 第七天:单晶炉设备的生产管理和总结交流六、培训考核1. 理论考核:通过笔试或者口头答辩的方式考核学员对培训知识的掌握程度。

单晶炉设备安全风险评估表

单晶炉设备安全风险评估表

单晶炉设备安全风险评估表摘要:1.单晶炉设备概述2.单晶炉设备的安全风险3.安全风险评估方法4.安全风险评估结果5.安全风险控制措施正文:1.单晶炉设备概述单晶炉是一种用于生产单晶硅材料的高温设备,通常由炉膛、加热器、冷却系统、控制系统等部分组成。

在硅材料制造过程中,单晶炉扮演着至关重要的角色,然而,它同时也是一个潜在的安全隐患。

2.单晶炉设备的安全风险单晶炉设备的安全风险主要包括以下几个方面:(1) 高温风险:单晶炉在运行过程中,炉内温度可高达1500 摄氏度左右,一旦操作不当,可能引发火灾、爆炸等严重后果。

(2) 电气风险:单晶炉设备涉及到大量的电气设备,如加热器、控制系统等,存在触电、短路等安全隐患。

(3) 机械风险:单晶炉设备结构复杂,运动部件多,如炉膛升降、旋转等,可能发生夹人、碰撞等安全事故。

(4) 气体风险:单晶炉在生产过程中,需要使用大量的易燃、易爆气体,如氢气、氧气等,存在中毒、窒息等风险。

3.安全风险评估方法为了全面了解单晶炉设备的安全风险,需要采用科学的评估方法,常见的评估方法包括:安全检查表法、危险与可操作性研究法、故障树分析法等。

4.安全风险评估结果根据安全风险评估结果,单晶炉设备的主要安全风险包括:高温风险、电气风险、机械风险和气体风险。

5.安全风险控制措施针对上述安全风险,应采取以下措施:(1) 制定详细的安全操作规程,对操作人员进行培训,确保他们熟悉设备的安全操作要求。

(2) 安装温度监控系统,对炉内温度进行实时监测,发现异常情况及时报警并采取措施处理。

(3) 对电气设备进行定期检查、维护,确保其安全可靠运行。

(4) 设备运动部件应设置防护装置,防止操作人员误触。

(5) 对使用气体进行安全管理,建立气体使用台账,定期检查气体管道、阀门等设施,防止泄漏事故。

单晶硅片单晶炉设备工艺流程

单晶硅片单晶炉设备工艺流程

单晶硅片单晶炉设备工艺流程单晶硅片的生产是利用单晶炉设备进行的。

单晶炉设备工艺流程包括硅矿炼制、单晶硅制备和晶体生长。

首先,硅矿炼制是单晶硅片制备的第一步。

硅矿是由二氧化硅(SiO2)和杂质组成的,主要包括石英、长石、云母等。

硅矿需要经过多道工序进行炼制,去除杂质,得到高纯度的硅料。

炼制的工艺流程通常包括物料的破碎、磨矿、脱硫、氧化等步骤。

接下来是单晶硅片的制备。

在硅矿炼制过程中得到的高纯度硅料通常以气态或液态的形式存在。

硅片制备的常见方法有气相沉积(CVD)和液相冷凝法。

其中,气相沉积是通过将硅源气体(如三氯化硅)在高温下分解,将生成的纯矽沉积在衬底上生长单晶硅片。

液相冷凝法则是通过在液态硅中加入掺杂剂,控制冷却速度使硅片结晶,得到单晶硅片。

最后是晶体生长。

在晶体生长过程中,需要控制温度、压力、气氛等,来确保单晶硅的纯度和晶体质量。

常用的晶体生长技术有悬浮法、引上法和拉平法等。

其中,悬浮法是将硅料溶解在溶剂中形成熔液,然后通过引入衬底,并控制温度慢慢降低来生长晶体。

引上法则是将熔融的硅料和衬底在一定角度上汇合,通过引上机构逐渐拉伸,使硅料在衬底上生长为单晶。

拉平法则是将硅料加热熔化,在两个旋转的辊子之间拉扁成薄片,再通过快速冷却来生长晶体。

整个单晶硅片制备的工艺流程是相对复杂的,需要经过多道工序才能完成。

在每一个工序中,都需要精确地控制各个参数,以保证最终产品的质量和纯度。

同时,随着技术的发展,人们不断改良和创新工艺流程,以提高单晶硅片制备的效率和质量。

单晶炉的数据和要求

单晶炉的数据和要求

单晶炉的数据和要求单晶炉是一种用于生产单晶材料的设备,主要应用于半导体、光电子、陶瓷等行业。

单晶材料的制备对于提高材料的性能和可靠性有着重要的影响。

下面将详细介绍单晶炉的数据和要求。

一、单晶炉的基本数据1.炉内温度:单晶炉需要能够达到并稳定控制的高温环境,一般要求在1600°C以上,以适应单晶材料的生长需求。

2.炉子形式:单晶炉通常采用直立式结构,由炉体、加热器、保温层和炉门等组成。

3.单晶炉室容量:炉室容量的大小直接影响到生产的单晶材料的尺寸,一般要求能够容纳不同尺寸的单晶材料,如晶格直径达到2英寸、3英寸或6英寸等。

4.单晶法:单晶炉可根据不同的单晶法设计,如布里奇曼单晶法、凝固熔体法或溶液法等。

根据所选用的单晶法,单晶炉需要具备相应的特殊要求和功能。

5.控温系统:高温环境下需要精确的温度控制,单晶炉需要配备稳定可靠的温度控制系统,如PID控制器等,以确保在单晶材料的生长过程中能够实现所需的温度变化和控制。

二、单晶炉的要求1.温度均匀性:在单晶材料生长过程中,要求炉内的温度均匀分布,以确保单晶材料具备良好的结晶品质。

因此,单晶炉需要具备良好的温度均匀性。

2.真空状态:在一些单晶法中,高温环境下需要维持一定的真空状态,以避免单晶材料与氧气等物质的反应,影响单晶材料的质量。

因此,单晶炉需要能够提供良好的封闭性能和客户所需的真空范围。

3.气氛控制:在有些单晶法中,需要在炉内控制特定的气氛,如氮气、氢气等,以保证单晶材料生长的良好环境。

因此,单晶炉需要具备可控的气氛控制系统。

4.安全性:由于高温环境的特殊性,单晶炉需要具备良好的安全性能,如防爆、防火等措施,确保操作人员的安全。

5.自动化程度:随着技术的不断发展,自动化程度的提高可以提高单晶材料生长的效率和质量。

因此,单晶炉需要具备较高的自动化程度,如温度、压力、气氛等参数的自动控制和监测。

综上所述,单晶炉是一种用于生产单晶材料的设备,具备高温、温度均匀性、真空状态、气氛控制、安全性和自动化程度等要求。

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理
单晶炉是一种用于生产单晶硅的重要设备,其工作原理是通过
将硅材料加热至熔化状态,然后通过适当的方式使其结晶成单晶体。

单晶硅是制造半导体器件和光伏电池的重要材料,因此单晶炉在现
代工业生产中具有非常重要的地位。

单晶炉的工作原理可以分为以下几个步骤,首先,将硅原料放
入炉内,然后通过加热将硅原料熔化。

在这个过程中,需要控制炉
内的温度和气氛,以确保硅原料可以均匀地熔化。

一旦硅原料达到
熔化状态,就需要通过适当的方式来引入晶种,晶种是用来引导硅
原料结晶的种子晶体。

在晶种的作用下,熔化的硅原料开始逐渐结晶,最终形成单晶体。

在整个工作过程中,单晶炉需要严格控制温度、气氛、晶种等
参数,以确保最终生产出高质量的单晶硅。

同时,单晶炉的结构和
材料也需要具有良好的耐高温性能,以承受高温下的腐蚀和热应力。

单晶炉的工作原理虽然看似简单,但实际上涉及到多个物理和
化学过程的复杂相互作用。

在炉内,硅原料的熔化、结晶和晶体生
长等过程同时进行,各种参数的变化都会影响最终单晶体的质量和
产量。

因此,单晶炉的操作需要经验丰富的操作人员,并且需要严格的工艺控制和质量检测。

总的来说,单晶炉是一种关键的生产设备,其工作原理涉及到复杂的物理和化学过程。

通过严格控制各种参数和工艺,单晶炉可以生产出高质量的单晶硅,为半导体和光伏等行业提供重要的材料支持。

随着科技的不断发展,单晶炉的工作原理和设备性能也在不断改进和提高,以满足不断增长的市场需求。

单晶炉设备安全风险评估表

单晶炉设备安全风险评估表

定期进行设备维护和检查,及时更换失效部件。
6
火灾危险
单晶炉设备使用高温加热,可能引发火灾危险。

设备应安装火灾报警系统,操作人员需接受消防培训。
7
噪污染
单晶炉设备运行过程中产生噪声,可能对操作人员造成听力损伤。

采用低噪声设备,加强隔音措施。
8
辐射危害
单晶炉设备使用射线检测等手段,可能对操作人员造成辐射损伤。

操作人员需佩戴防辐射用品,设备应具备辐射防护装置。
根据实际情况,在每个安全风险项下填写相应的描述、风险等级和风险控制措施。此表格可用于评估单晶炉设备的整体安全状况,并为采取相应的预防措施提供参考。
单晶炉设备安全风险评估表
单晶炉设备安全风险评估表是一种用于评估单晶炉设备可能存在的安全风险的工具。以下是一个示例表格。
序号
安全风险项
描述
风险等级
风险控制措施
1
机械伤害
单晶炉设备运行过程中可能对人员造成夹压、割伤等机械伤害。

设备应安装防护罩、防护栏,操作人员需佩戴个人防护用品。
2
电击伤害
单晶炉设备涉及到电气操作,可能存在电击伤害。

操作人员需持有电工作业证,设备应具备漏电保护装置。
3
高温烫伤
单晶炉设备加热过程中产生高温,可能导致人员烫伤。

设备表面应安装隔热材料,操作人员需佩戴高温手套。
4
化学腐蚀
单晶炉设备使用化学物质,可能对人员和环境造成化学腐蚀。

使用防腐蚀材料,加强通风和废弃物处理。
5
设备故障
单晶炉设备长期运行可能导致零部件磨损、失效等故障。

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理
单晶炉是一种重要的工业设备,用于制备高纯度的单晶材料,如硅晶片和蓝宝石等。

它的工作原理基于熔融和凝固的过程。

首先,将原材料放入炉中,通常是固体多晶材料。

然后,通过加热将材料熔化,使其成为液态。

为了保持材料的纯度,通常需要在无氧或惰性气氛下进行。

接下来,需要将材料重新结晶为单晶体。

为了实现这一点,单晶炉会调整温度梯度,在炉内创建一个温度梯度。

通常,炉的底部较高温,而顶部较低温。

这种温度梯度会导致材料在较高温区域熔化,然后在较低温区域重新结晶为单晶体。

为了确保新生的单晶体具有所需的纯度和晶体质量,还会采取措施来减少杂质的引入。

例如,可以使用定向凝固方法,其中引入的单晶种子作为晶体生长的起始点。

通过控制晶体的生长速度,可以使杂质更有可能被排除在晶体的生长前沿。

此外,还有一些其他因素需要考虑,如搅拌、外部压力控制和炉内气氛的控制等。

这些因素都对最终单晶体的质量和晶体结构产生影响。

总之,单晶炉通过将材料熔化然后重新结晶为单晶体的过程,制备高纯度的单晶材料。

它的工作原理涉及温度梯度的创建、杂质控制和结晶生长的调控等多个方面。

通过对这些因素的控制,可以获得高质量的单晶材料,用于各种应用领域。

单晶硅生长炉详细介绍

单晶硅生长炉详细介绍

单晶硅生长炉详细介绍
单晶硅生长炉是用来生长单晶硅锭的大型工业设备。

以下是关于单晶硅生长炉的详细介绍:
1. 主要结构:单晶硅生长炉主要由炉体、加热系统、控制系统、真空系统、气体系统、冷却系统等部分组成。

其中,炉体通常采用双层水冷结构,以确保设备的稳定运行和安全。

2. 加热系统:加热系统是单晶硅生长炉的核心部分,它通过电阻加热或感应加热方式将硅料加热至高温,以促进单晶硅的生长。

加热系统的温度控制精度对单晶硅的生长质量和效率有很大影响。

3. 控制系统:控制系统负责整个单晶硅生长炉的操作和监控,包括温度、压力、流量等参数的监测和控制,以及设备的自动操作和故障诊断等功能。

4. 真空系统:真空系统用于保持炉内的真空状态,以便在高温下进行单晶硅的生长。

真空系统的性能对单晶硅的生长速度和质量也有很大影响。

5. 气体系统:气体系统负责向炉内提供适量的气体,如氩气、氮气等,以促进单晶硅的生长和保护炉内环境。

6. 冷却系统:冷却系统用于将炉体和硅锭在生长过程中产生的热量带走,以维持炉内的温度和压力稳定,同时确保设备的正常运行和安全。

7. 应用领域:单晶硅生长炉主要用于光伏产业、半导体产业等领域,用于生产高质量的单晶硅锭,供后续的芯片制造和光伏电池制造使用。

总之,单晶硅生长炉是现代工业生产中的重要设备之一,其性能和质量对产品的质量和效率有很大影响。

随着科技的不断进步和应用需求的不断提高,单晶硅生长炉的技术和性能也在不断改进和完善。

单晶炉结构

单晶炉结构

单晶炉结构
单晶炉是一种用于制备单晶的设备,其结构一般由炉体、熔体搅拌器、温度控制系统、真空系统、压力控制系统、拉机等组成。

炉体是单晶炉的主要组成部分,通常由石英玻璃制成,其形状可分为圆柱形、桶状和扁椭球形等。

炉体内部有一定的容积,用于装载熔体。

为避免炉体受热过度破裂,炉体内外都设置了水冷却系统。

熔体搅拌器是用于搅拌熔体的设备,一般采用旋转磁铁进行磁场搅拌,使熔体温度均匀分布,从而避免晶体杂质的形成。

温度控制系统是单晶炉中非常重要的一部分,用于控制熔体的温度。

温度控制系统可以采用PID控制器,通过控制电炉的电流和电压来达到控制温度的目的。

真空系统用于将单晶炉内的空气和杂质气体排出,保证熔体的纯度。

真空系统包括真空泵、阀门、管道等部分,需要经常进行维护和保养。

压力控制系统是单晶炉中另一个重要的部分,用于控制熔体的压力,并保持压力稳定。

压力控制系统可以采用压力传感器和PID控制器进行控制。

拉机是单晶炉中用于拉制晶体的设备,其结构和工作原理与其他拉晶设备相似,
主要由拉机拉杆、拉盘、驱动机构等部分组成。

拉机的工作过程需要严格控制拉杆的速度和拉晶的形状,以确保晶体的质量和形状符合要求。

总之,单晶炉结构复杂,包括炉体、熔体搅拌器、温度控制系统、真空系统、压力控制系统和拉机等部分,需要进行严格的控制和维护,以实现高品质的单晶生长。

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理
单晶炉工作原理的详细介绍如下:
单晶炉是一种用于生产单晶材料的设备,其工作原理基于熔融和再结晶的过程。

在单晶炉中,首先会将多晶或多晶粉末材料放置在炉中,然后通过加热使其熔化。

炉中的温度和熔化材料的组成会根据所需的单晶材料类型进行控制。

在材料熔化后,炉内设置的温度梯度会导致熔化材料逐渐由熔化状态向凝固状态过渡。

熔化材料会从底部逐渐冷却,并逐渐形成单晶材料。

这是因为底部温度较低,使得熔化材料在底部先开始凝固,然后逐渐向上部凝固。

为了确保形成单晶材料,单晶炉通常会在炉内加入一定的晶种,它是已形成的单晶材料。

晶种的添加会提供一个起点,让熔化材料沿着晶种的晶格结构成长,从而形成单晶材料。

在整个凝固过程中,需要对炉内的温度、压力和气氛进行严格控制。

这是为了避免杂质的被引入到单晶材料中,以确保最终的单晶材料质量。

另外,单晶炉通常也需要采用气氛控制,以防止材料氧化或受到其它外部环境的影响。

总结而言,单晶炉的工作原理是通过熔融材料再结晶的过程来生产单晶材料。

通过控制温度、压力和气氛等参数,可以实现单晶材料的高质量生长。

单晶炉在材料科学和工业生产中扮演着重要角色,广泛应用于制备各种单晶材料,如半导体材料、高温合金等。

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理

单晶炉工作原理
单晶炉是一种用于生产单晶材料的设备,它可以将多晶材料通过熔融再结晶的方法制成单晶。

单晶炉的工作原理主要包括熔化、结晶和拉伸三个步骤。

1. 熔化
在单晶炉中,首先需要将多晶材料熔化,使其成为一种高温的液态。

这个过程需要通过加热来完成,一般使用电阻加热或感应加热的方式。

在加热的同时,需要使用惰性气体来保护熔池,避免杂质的污染。

2. 结晶
当多晶材料被熔化后,需要通过结晶的方式将其变成单晶。

结晶过程中,需要使用一根细小的晶体种子来引导单晶的生长。

晶体种子要精确地定位在熔池中,并在适当的温度下进行调整,使其与熔池中的材料接触。

然后,通过控制熔池的温度和运动速度,使晶体种子逐渐生长成为单晶。

3. 拉伸
当单晶生长到一定的大小后,需要通过拉伸的方式来增加单晶的长度。

拉伸过程中,需要使用一个机械臂来逐渐拉伸单晶,使其变得更加细长。

同时,需要控制温度和拉伸速度,以保证单晶的质量和
尺寸符合要求。

总体来说,单晶炉的工作原理比较复杂,需要精确地控制各种参数,才能制备出高质量的单晶材料。

此外,单晶炉的使用还需要考虑到材料的性质、加热方式、晶体种子的选择等因素,以实现最佳的生产效果。

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热场一般包括压环、保温盖、上中下保温罩、石墨坩埚(三瓣埚)、坩埚托杆、坩埚 托盘、电极、加热器、导流筒、石墨螺栓,且为了防止漏硅,炉底、金属电极、托 杆、都设置了保护板、保护套。
加热器是热场中很重要的部件, 是直接的发热体,温度最高的 时候可以达到1600℃以上。 常见的加热器有三种形状,筒 状、杯状、螺旋状。目前绝大 多数加热器为筒状,硅单晶厂 房使用的是直筒式形状的加热 器。右图为加热器。


压环,由几截弧形环构成的 一个圆形环状石墨件,它放 置在盖板与炉壁接触处,是 为了防止热量和气体从炉壁 与盖板的缝隙间通过。 右上图是压环,右下图为安 装后的效果图。

安装电极→炉底碳毡→反射底板→下保温罩→石墨环、石英环→加热器
→中保温罩→石墨托杆→石墨托盘→装三瓣埚→下降主炉室→上保温罩 →导气孔→保温盖板→装导流筒→压环
副室作用:拉晶过程中,已拉出的单晶棒存放的位置。 主室作用:容纳加热器,石英坩埚,导流罩等,用于硅料 融化的容器。
炉盖:
整体锻造,超低碳不锈钢法兰
CCD测径仪
水路接头
观察窗
主室内部:
籽晶夹
单晶棒 三瓣埚 石棉碳粘 石英坩埚 加热器
籽晶
目录:
1.硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升, 埚升介绍 10.加热部分
石墨电极的作用,一是平稳的 固定加热器,二是通过它对加 热器输送电流,因此要求电极 厚重,结实耐用,它与金属电 极和加热器的接触面要光滑、 平稳,保证接触良好,通电时 不打火。石墨电极也是有高纯 石墨加工而成。 右上图为石墨电极示意图、右 下图为连接石墨电极和加热器 的石墨螺栓。
坩埚托杆、坩埚托盘共同构成 了石墨坩埚的支撑体,要求和 下轴结合牢固,对中性良好, 在下轴转动时,托杆及托盘的 偏摆度≤0.5mm。 支撑体的高度是可以调节的, 这样可以保证熔料时,坩埚有 合适的低埚位,而拉晶时,有 足够的埚跟随动行程。
煅烧 新的热场需要在真空下煅烧,煅烧时间约10小时 左右,煅烧3~5次,方能投入使用。使用后, 每拉晶4~8炉后也要煅烧一次。 煅烧功率,不同的热场不一样,一般要比引晶温 度高,炉子煅烧最高功率一般在110KW。


3.取单晶和籽晶:关闭2个速度,关闭氩气。打开翻板阀,将单晶替
升至副室,慢慢旋转出副室,用晶快降下降单晶,在 地面放木板,使单晶尖头垂直接触到木板,剪短籽晶 连接,将单晶放入专用小车上。


4.石墨件取出冷却:升炉盖,取出导流罩,保温盖。石英坩埚等放在指定位置。
5.真空过滤器清洗:用 洗尘管清理各个真空管道,并将真空过滤箱中的过滤器取出
对中顺序 在整个安装过程中,要求整个热系统对中良好,同心度高, 需要严格对中:
① 坩埚轴与加热器的对中。将托杆稳 定的装在下轴上,将下轴转动,目 测是否偏摆。然后将钢板尺平放在 坩埚轴上,观察两者之间的间隙, 间隙是否保持不变,加热器圆心是 否对中。接着装托盘,托盘的中心 也要跟加热器对中。
②加热器与石墨坩埚的对 中:转动托碗,调整埚 位,让石墨坩埚与加热 器口水平(此时的埚位 成为平口埚位),再稍 许移动加热器电极,与 托碗对中,这时石墨坩 埚和加热器口之间的间 隙热态检漏 取单晶和籽晶 石墨件取出冷却 石墨件清洗 装硅料 籽晶安装 单晶炉室清洗 抽空,检漏
真空过滤器清洗 石墨件安装
真空泵油检查更换 石英坩埚安装
充氩气,升功率,融料
收尾 降功率 停炉冷却
引晶,放大,放肩,转肩
等径生长
详细介绍:



1.准备作业:穿戴好洁净工作服,鞋,带好一次性手套,耐高温手套,
线切割原理:
12.清洗:
13.单晶硅片检测:
目录
1.硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升, 埚升介绍 10.加热部分
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1.硅料的提炼 2.单晶硅片生产流程 3. 单晶炉展示 4. 产品展示 5. 单晶炉种类 6. 单晶炉结构 7. 各个部件的作用 8. 单晶工艺流程 9. 晶升, 埚升介绍 10.加热部分
3.单晶硅料烘干:去除水分。
4.挑料:区分P型,N型硅料。 5.配料:对拉晶的硅料型号进行匹配。
6.单晶炉拉晶:
7.硅棒检测:检查有无位错,棱线断等现象。
8.开断:将单晶硅棒用带锯条切割成四方体。
9.包装:将开断后的单晶硅棒进行包装,送至下一道工序
10.磨圆:将单晶硅棒四个直角进行磨圆。
11.多线切割:瑞士的264,265。日本的PV800,MDM442DM设备进行切割。 0.33mm。
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单晶硅片工艺流程:
1.酸洗:使用稀硝酸HNO3,进行清洗,去除表面杂质及提炼时产生的四氯化硅。
2.清洗:清洗硅料经过酸洗后的残留杂质。
1.提拉头:
提拉头:晶升电机,晶转电机,离合器,钢丝绳,光感 限位,磁流体等部件组成。 作用 :在拉晶过程中,提供晶升与晶转速度,通过PCC控 制模块 的开关量变化,来控制晶体直径。
2.副室,翻板阀,主室:
翻板阀作用:在拉晶过程中,对于提纯,拉ABCD段时,用 于隔离主室与副室,使主室温度,压力一定。



保温罩分为上保温罩、中保 温罩和下保温罩。 保温罩是由一个保温筒外面 包裹石墨碳毡而成。石墨碳 毡的包裹层数视情况而定。 下保温罩组成了底部的保温 系统,它的作用是加强埚底 保温,提高埚底温度,减少 热量损失。

中、上保温罩的作用也是为了 减少热量的损失。只不过保温 罩外面的石墨碳毡的层数不一 样,这样使得温度梯度不一样。

排气的方式有上排气和下排气。 厂房现在使用的比较多的是上 排气。这样,上保温罩上面就 存在几个排气孔,这些排气孔 保证在高温下蒸发的气体的排 出。


保温盖由保温上盖、保温碳 毡和保温下盖组成。即两层 环状石墨之间夹一层石墨碳 毡组成,其内径的大小与导 流筒外径相匹配,平稳的放 在保温罩面板上。 导流筒,由内外筒之间夹一 层石墨碳毡组成。导流筒主 要是为了控制热场的温度梯 度和引导氩气流。
清理完毕后,按原位置安装。
6.真空泵注油:当油标高于1/2时,禁止注油。
7.单晶炉室清洗:
8.石墨件安装:
9.硅料安装:
10.籽晶安装:将副室旋出,重锤安装后,将籽晶安装,插好销头。
钢丝绳 重锤
籽晶
11.抽空检漏:先用副泵抽到2700帕以下后,关闭副室球阀和副泵电源
打开真空泵球阀,打开真空主泵。炉压达到<20帕时, 冲氩气,打开主,副室流量计,调节到30L/min,过5分钟后, 关闭氩气,流量计仍保持原来的位置,待炉压<5帕时关闭主室 球阀,关闭真空泵电源。在流量计调节阀保持原来位置时,漏速 <0.34帕/分。如达不到,需重复上述操作。
晶体速度控制界面:
目录
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直拉单晶炉的热系统,也就是所谓的热场,是指为了熔化硅料,并使单晶生长保 持在一定温度下进行的整个系统。
晶升,晶转:
SL控制示意图:
SL自动等径原理:
晶升伺服电机:
晶升系统调试详解:1.将引晶器归0。
2.给定速度0.5,等待2—3分钟,观察平均拉速值,如果不同, 调节Z (SL A/D),使数值一样。 3.给定数值2,等待1—2分钟,观察平均拉速值,如果不同, 调节F (SL A/D) ,使数值一样。 4.重复2.3步骤,使给定0.5和2时,都于平均拉速相同。 5.给定0.5,调节Z (SL SP) ,使之相等。 6.给定2,调节Z (SL SP) ,使之相等。 7.调节DIS,调节引晶器数值。
研磨巾,酒精,吸尘器,防尘口罩。准备好扳手等各类 工具。准备好取晶和放石墨件的小车。并确认水,电, 气等正常。


2.热态检漏:检查上一炉功率关闭时间,在停炉冷却2小时后,关闭
氩气总阀,开始愁高空,并记录时间。炉压到3帕 以下, 关闭主室球阀和真空泵电源。如0.5小时不到3帕,需 通知维修人员处理。
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单晶炉种类:


单晶炉,目前可以分为:小松炉;642炉;70炉;莱宝炉;80炉;85 炉;90炉;95炉;97炉。 目前现在国内普遍使用的单晶炉型号为80炉;85炉;90炉。 各个单晶炉的工作原理相同,都是根据4的速度进行晶体直径控制及 可控硅整流提供50V直流电源,进行加热。 小松炉;642炉;70炉,电气控制部分为按钮式;莱宝炉产生后,以 后的单晶炉都采用触摸屏式。
12.冲氩气,升功率,融料:打开主室阀,打开氩气流量阀,使氩气流量在20-30L/mi
使炉内压力在1000—1500帕。功率每0.5小时加一次。
13.引晶,放大,放肩,转肩,等径:
引晶
放大
放肩
转肩
等径
收尾
取硅棒
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