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浮力提拉單晶爐提拉機(jī)構(gòu)特性分析\一、引言 浮力提拉單晶爐(簡(jiǎn)稱(chēng)FTD)是利用浮力原理設(shè)計(jì)成的提拉式單晶爐帕,十多年來(lái),用它先后生長(zhǎng)成功了多種晶體〔2一5〕。這種爐子容易制造,成本低,易于推廣,目前國(guó)內(nèi)已有幾個(gè)廠家使用它生產(chǎn)泥酸鏗單晶。作為一種發(fā)明,FTD也受到肯定和重視?？墒?FTD在問(wèn)世以后,卻沒(méi)有進(jìn)行深入探討。雖然FTD的設(shè)計(jì)有過(guò)幾次變化,但由于沒(méi)有掌握設(shè)計(jì)的則,致使FTD存在不同程度的提拉不均勻現(xiàn)象,嚴(yán)重地影響了它的推廣普及。為了改善它的提拉特性,我們研究了FTD浮力提拉原理,對(duì)多臺(tái)FTD作了分析對(duì)比,由此找出了提拉不均勻性產(chǎn)生的根源;明確了FTD提拉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)。希望這-一卜作能夠推動(dòng)FTD的發(fā)展.并有助于單晶的生長(zhǎng)研究和生產(chǎn)。二、FTD浮力提拉原理、提拉不均性的產(chǎn)生習(xí)C^l 奮幽1吮止~乙二丁~二二二Dr1.甲一一一一一一1。} 藍(lán)寶石長(zhǎng)晶爐回收，多晶硅鑄錠爐回收，提拉式長(zhǎng)晶爐回收，多晶長(zhǎng)晶爐回收，臥式長(zhǎng)晶爐回收，拉式單晶爐、收購(gòu)直拉式單晶爐-85型/90型/95型/100型種種整套單晶回收提爐裝備、分子泵回收，真空泵回收，真空流量計(jì)回收，plc編程回收，控制屏回收，離子泵回收，渦輪分子泵回收，螺桿真空泵回收，渦旋高真空泵回收，原理簡(jiǎn)介，把高純度的多晶硅原料放入高純石英坩堝，通過(guò)石墨加熱器產(chǎn)生的高溫將其熔化；然后，對(duì)熔化的硅液稍做降溫，使之產(chǎn)生一定的過(guò)冷度，再用一根固定在籽晶軸上的硅單晶體（稱(chēng)作籽晶）插入熔體表面，待籽晶與熔體熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶體便會(huì)在籽晶下端生長(zhǎng)；接著，控制籽晶生長(zhǎng)出一段長(zhǎng)為100mm 左右、直徑為3～5mm的細(xì)頸，用于消除高溫溶液對(duì)籽晶的強(qiáng)烈熱沖擊而產(chǎn)生的原子排列的位錯(cuò)，這個(gè)過(guò)程是引晶；隨后，放大晶體直徑到工藝要求的大小，一般為75～300mm，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為放肩；接著，突然提高拉速進(jìn)行轉(zhuǎn)肩操作，使肩部近似直角；然后，進(jìn)入等徑工藝，通過(guò)控制熱場(chǎng)溫度和晶體提升速度，生長(zhǎng)出一定直徑規(guī)格大小的單晶柱體；后，待大部分硅溶液都已經(jīng)完成結(jié)晶時(shí)，再將晶體逐漸縮小而形成一個(gè)尾形錐體，稱(chēng)為收尾工藝。這樣一個(gè)單晶拉制過(guò)程基本完成，進(jìn)行一定的保溫冷卻后可以取出。

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本文從晶體生長(zhǎng)物理基礎(chǔ)和流體力學(xué)的基本理論出發(fā),結(jié)合硅單晶制備過(guò)程中熱質(zhì)輸運(yùn)的分析,采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法,以大直徑硅單晶制備為主要研究對(duì)象,研究熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)、控制參數(shù)和外加磁場(chǎng)對(duì)大直徑硅單晶生長(zhǎng)的影響。通過(guò)數(shù)值分析的手段,研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)對(duì)晶體生長(zhǎng)特性的影響,確定了晶體制備的工藝條件;采用28inch和32inch熱場(chǎng)制備出400mm和45