晶盛单晶炉操作说明

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全自动单晶炉操作手册

REV. MANUAL_ZJS.Z02

（TDR80A-ZJS/TDR85A-ZJS/TDR95A-ZJS适用）

2009年05月

上虞晶盛机电工程有限公司

SHANGYU JING SHENG M&E ENGINEERING CO., LTD

目录

第一章单晶生长条件 (2)

1.1 设备要求 (2)

1.2 辅料要求 (3)

1.3 安全要求 (4)

第二章单晶生长标准流程 (5)

2.1 拆炉 (5)

2.2 装炉 (6)

2.3 开始单晶的生长 (8)

2.4 抽真空 (9)

2.5 检漏 (11)

2.6 压力化 (12)

2.7 熔料 (13)

2.8 稳定化 (15)

2.9 熔接 (16)

2.10 引晶 (18)

2.11 放肩 (19)

2.12 转肩 (20)

2.13 等径 (21)

2.14 收尾 (22)

2.15 停炉 (23)

第三章单晶生长辅助流程 (24)

3.1 中途取晶 (24)

3.2 回熔 (26)

3.3 煅烧 (26)

3.4 大清 (27)

3.5 连接部位检查 (27)

第四章相机调整与热场温度校正 (28)

4.1 相机调整 (28)

4.2 热场温度调整 (32)

第五章异常情况处理 (33)

5.1 断水 (33)

5.2 电极故障 (33)

5.3 打火 (33)

附录故障速查 (34)

第一章单晶生长条件

1.1 设备要求

1.1.1 运行条件（以下以TDR-85A-ZJS炉为例，其余炉型要求参照说明书）

（1）冷却水要求

水压：炉子进出水压差要求介于2~3公斤之间，真空泵进出水压差要求1.5公斤以上；

炉子进水压力不可超过3.5公斤，炉子上冷却水安全阀设置压力6公斤；

水流率：炉子和电源要求供水量不低于250升每分钟，单独电源要求供水量不低于20升每分钟；

水温：推荐进水温度18~24oC，最大不超过25oC；

水质：弱碱性水，PH值6~9；氯离子含量≤10ppm，碳酸钙含量≤50ppm；以纯净软水为好。

连接方式：进出水管与炉子之间采用软连接，防止震动传递到炉子。

（2）压缩空气要求

气压：≥7公斤；推荐在压缩空气入口处使用压力调节器。

流率：≥2.5升每秒；

汽缸容积：主真空球阀：2升；辅助真空球阀：0.5升。

（3）电力要求

相制：3相AC380V(±10%)/50Hz；

功率：≥192KVA。

配电柜应装有500V、400V的空气开关，和380V/400A的隔离开关。

（4）炉子真空要求

空炉真空度：≤15mTorr；

空炉泄漏率：≤30mTorr/hr；

带热场泄漏率：≤50mTorr/hr。（热场已经煅烧完全）

1.1.2 日常维护

（1）坩埚轴驱动部件的维护保养

a、经常检查坩埚轴的冷却水是否通畅，避免冷却不充分而损坏坩埚轴；

b、每个月对下轴丝杠至少清理一次，每次应先清理干净丝杠和导轨上的油污，加上适当（不可太多）

润滑油，然后上下快升降两次。

（2）提拉头的维护保养

a、每次开炉后，检查钢丝绳是否损坏（包括变硬、缠松、有严重毛刺等），如有损坏，立即更换；

b、钢丝绳在保管、使用、维修、安装过程中不能造成任何死弯角，否则在运行过程中会引起抖动。（3）水冷系统的维护保养

a、每次加热前检查水流量是否充足，确保所有水路没有堵塞，水温传感器运行正常；

b、出现水温或水量报警要查找原因及时处理。

（4）翻板阀的维护保养

每次装炉前检查阀口密封圈是否完好，翻板阀操作是否轻松、无卡滞，底部挥发物是否打扫干净，如发现问题应及时排除。

（5）真空系统的维护保养

a、经常检查泵油，上下腔油均应浸过小观察窗一半。如上泵腔油不够，应及时补新油；下泵腔油不

够，需关闭球阀，打开左侧阀门，使上泵腔油下到下泵腔，然后关闭阀门。注意右侧阀门保持常开；

b、每次大清，先彻底放尽泵腔内的废油（用手慢慢拉动传动皮带，盘出下泵腔内的废油），然后打

开上泵腔，清除干净沉淀油污。最后换上新油；

c、每次拆炉时，拆开真空管道所有盲板和波纹管，彻底清扫管内的粉尘。

1.2.1 籽晶要求

（1）籽晶必须严格按要求每炉拆下进行检查,要求无伤痕、无裂纹；

（2）籽晶使用炉数必须记录清楚，不清楚的，更换，然后重开记录；

（3）吊渣使用废旧籽晶，吊渣后换上可使用的籽晶，吊料和拉晶，必须有细颈，拉晶细颈直径要求3-5mm；

吊料细颈直径要求5-7mm；

（4）拉晶过程，要经常（频率不低于1次/10分钟）观察液面、晶体等炉内状况，确保坩埚边缘没有结晶，防止籽晶被结晶扭断；

（5）在籽晶吃重时，升降籽晶转数，要分多次、小幅度（2转/分）进行；

（6）籽晶吃重时，快速升、降晶升，不得断断续续地进行，以免籽晶或细颈处被突然的加速重力或失重折断或损伤；

（7）剪断籽晶时要在细颈的最细处剪断，要注意用力适当，且不许用钳子扭断籽晶；否则该籽晶必须停用，交工段送抛光处理；

（8）每10炉更换新籽晶；真空差的炉子的籽晶要提前2炉更换。

1.2.2 石英坩埚要求

有下列特征之一者，为不合格，不能使用：

（1）磕碰损伤（位于坩埚上沿的微小碰损除外）

（2）裂纹

（3）严重划痕

（4）气泡处于内壁，并且已经开裂

（5）直径≥3mm的气泡，数量≥1个

（6）直径<3mm的气泡，数量≥5个

（7）线度尺寸≥3mm的黑点，数量≥1个

（8）线度尺寸<3mm的黑点，数量≥5个

（9）线度尺寸<3mm的气泡、黑点，合计数量≥5个

注黑点：处于坩埚内壁，液面淹没线以下的有色杂质点；

气泡：处于坩埚内壁，液面淹没线以下，夹在坩埚壁内的空洞。

1.2.3 高纯石墨要求

（1）外观检查

结构致密均匀，无裂纹，无空洞等外观缺陷。

（2）纯度要求

必须是高纯石墨，纯度>99.99%；

（3）灰份含量

灰份含量≤300ppm。对于国产高纯石墨，如经试用合格，可以放宽到灰份含量≤500ppm。

1.2.4 氩气要求

（1）气压：炉子氩气入口压力要求介于3.5~5公斤之间；

（2）气体流率：≥ 275slpm；

（3）纯度：≥99.999%；

推荐在氩气入口处使用压力调节器。