单晶炉

摘要： 光伏产业的发展使得对硅材料的需求日益增加,同时硅单晶生产行业竞争也日趋激烈。作为生产硅单晶的重要装备,单晶炉的稳定性和可靠性关系到硅单晶生产效率的提升和成本的下降,因此其驱动系统的设计和优化成为装备制造的关键环节。本文以NVT-HG2000-V1型硅单晶生长炉的驱动系统为研究对象,用SolidWorks三维建模实现虚拟装配,采用ADAMS建立其动力学仿真模型,并对驱动系统的运动过程进行仿真模拟。采用控制变量法定量分析了铜套与升降轴的配合间隙及丝杠参数对驱动力和驱动力矩的影响规律,进而在提高硅单晶生长炉装备稳定性和可靠性方面给出合理的技术建议。结果表明,铜套与升降轴的配合间隙达到0.071 mm后能有效降低驱动系统运行所需驱动力矩,丝杠倾斜度、螺纹螺距与螺纹间摩擦系数的增大均会导致驱动系统运行所需力矩大幅增加。

摘要： 单晶硅的生长过程对环境温度要求严格,单晶炉作为制备单晶硅的设备,其工作状态影响单晶硅的合格率和质量,单晶炉炉体耐受温度在300°C以下,若长时间高于此温度将降低炉体寿命,因此炉体通常配备冷却水系统,炉体冷却系统保持工艺冷却水的状态参数恒定,为炉体降温的冷却水状态直接影响单晶炉寿命及其生产质量。设计一套基于单片机的单晶炉冷却水监测及报警系统,能监测炉体工艺冷却水状态,并具有自动报警、备用切换等功能,较好地满足单晶炉冷却系统的监测要求。

摘要： 为降低炉内温度,建立冷却水平蛇形管的物理和数学模型,采用Flow Simulation软件对加热过程中冷却铜管温度进行数值模拟.结果表明:水平蛇形管中流体流动类型不同,对铜板壁的冷却效果也不同;由于蛇形管水平放置,冷却铜板四周温度较低,越靠近中心处温度越高;对单相工质水而言,水平蛇形管壁温度沿管长越来越高,但在弯头处略有下降,整体呈现上升的趋势,且壁温随流体流速的减小而增大,在低流速下壁温值增加更加明显.研究结果为实际应用提供了参考.

摘要： 降低单晶硅电池的生产成本,是提高光伏产业效益的关键。在等径拉晶过程中,采用分段加热可以减少加热器的输出功率,降低加热系统的能耗。本文在分析单晶硅拉晶过程中加热区域及能耗的基础上,提出细分加热器结构改进加热电路对单晶炉加热系统进行优化。实验设计了两段加热和三段加热两种模型(即方案1和方案2),并分别将其导入有限元仿真软件进行模拟实验。结果表明,两段加热对拉晶过程的影响较大,三段加热对拉晶过程的影响较小,后者更能保证拉晶过程的稳定进行。能耗计算发现,前者能耗降低为6.98%,而后者能耗降低达到了9.49%。因此,采用三段加热的优化设计更有利于降低光伏企业的生产成本。

摘要： 直拉法硅单晶生长是一个多场多相耦合、物理变化复杂,且具有大滞后和非线性现象的过程,基于单晶硅生长系统内部机理所构建的机理模型由于存在诸多假设而无法应用于工程实际。因此,本文以现有CL120-97单晶炉拉晶车间的长期、海量晶体生长数据为基础,忽略炉内复杂的晶体生长环境,对影响晶体直径的拉晶参数进行关联性分析及特征量化,探寻拉晶数据中所蕴藏的规律信息,进而建立基于数据驱动的BP神经网络晶体直径预测模型,并针对现有BP神经网络易陷入局部极小值的问题,采用遗传算法对BP神经网络的阈值和权值进行优化,以提高晶体直径预测的准确性。通过实际拉晶数据对模型预测结果进行验证,结果表明,对任意选取的8组拉晶数据进行直径预测,预测的平均相对百分比误差为0.09571%,证明该模型对于等径阶段晶体直径的预测是可行的。

摘要： 2020年末,世界首个旋式铸造单晶炉在江西赛维集团研制成功。该旋式铸造单晶炉由中国科学院陈仙辉院士团队和赛维集团技术团队合作研制,由多晶硅铸锭炉改造而成,单炉硅锭重量可达1200 kg。经测算,相比传统直拉单晶硅,用旋式铸造单晶炉生产的“铸造单晶”成本要低20%,能耗也仅为前者的23%。

摘要： 单晶炉是一种在以高纯氩气为主的惰性气体环境中,用石墨热场加热,将多晶硅材料加以熔化,用直拉法生长单晶硅的设备,在太阳能单晶硅拉制的过程中,如何提高拉晶的速度和质量以及降低设备的能耗一直是单晶硅厂家永恒的追求。本文从机械结构的角度分析了坩埚上升在单晶炉拉晶过程中所造成的拉晶速度下降和额外能耗问题,在此问题的基础上提出了一种加热器随坩埚在拉晶过程中上升的单晶炉结构优化方法,并通过有限元仿真对单晶炉优化前后晶体和熔体的热场以及拉晶过程中加热器功率进行分析。结果表明,改进后的单晶炉不仅可以提高拉晶过程的稳定性和拉晶速度,从而进一步提高单晶炉的拉晶质量和产量,而且还能有效降低单晶炉拉晶的能耗。

摘要： 在国内半导体研究领域,王守武的"咖位"极高。研发第一台拉制半导体锗材料的单晶炉,成功拉制第一根锗单晶,成功生产第一批锗合金结晶体管,组建第一条完全自主的大规模集成电路生产线……这一项项科学成果,正推动着中国半导体行业稳步走向世界。邂逅半导体1919年,王守武出生于江苏苏州的一个科学世家,父辈个个学有所长。

摘要： 7月底,走进位于国家级曲靖经济技术开发区(以下简称“曲靖经开区”)的曲靖阳光能源硅材料有限公司生产车间,整齐排列的单晶炉正在高效运转,全过程自动化生产、零污水排放。这是曲靖市打造世界一流“绿色能源牌”先进制造基地的一个缩影。近年来,曲靖市贯彻新发展理念、构建新发展格局,贯彻落实云南省委、省政府打造世界一流“三张牌”的决策部署,抢抓光伏产业快速增长带来的市场机遇,在曲靖经开区高标准规划了9.89平方公里硅光伏产业园,围绕全产业链布局,全力打造绿色硅光伏产业基地。

摘要： 光伏发电以绿色、可再生、能源质量高和不受资源分布地域的限制等优点被广泛使用,单晶硅又以低衰减率和高转换效率等优点渐渐超过了多晶硅光伏电池在市场中的份额,但成本问题和产能问题一直束缚着单晶硅太阳能产业的发展。本文提出了一种在晶体生长过程中随硅液面下降而下降的直拉单晶炉热屏结构,来解决在拉晶过程中坩埚上升所造成的拉晶速度和稳定性降低以及拉晶能耗增加的问题,并以CL120-97单晶炉热场为研究对象,利用有限元仿真对单晶炉优化前后晶体和熔体的热场以及氩气流场进行分析。分析仿真结果表明,优化后单晶炉不仅可以提高单晶炉拉晶的速度和质量,而且还能有效降低单晶炉拉晶的能耗。

摘要： 本文主要介绍了蓝宝石生产用单晶炉配电系统的电能质量状况,针对其产生谐波的原因及对电网造成的危害进行了分析.通过对该类负载的特性分析,提出了采用有源电力滤波器进行电能质量治理的解决方案,并通过实际案例验证了治理效果.

摘要： 在单晶炉的设备改造中,在满足工艺条件下,用国产厦门宇电的A1-708P仪表替代乌克兰仪表是可行的。充分利用A-708P仪表的功能,采用合理的程序编制方法,获得了满意的结果。文中给出了程序编制表以及温度控制电路图。(A1-708P仪表后来升级为A1-808P仪表)

摘要： 分析了增设高承台支座的单晶炉的自振特性.根据设备对环境振动的高要求,首先分析并计算环境振动对其影响,给出振动加速度反应谱曲线,按照单自由度体系对加支座的单晶炉进行强迫振动分析;然后按基本烈度8度分析并计算设备的水平地震作用及其效应.

摘要： 半导体材料是信息技术的基础,发展半导体产业至关重要.本文介绍了中国直拉硅单晶炉用石墨材料的市场预测,关注同性石墨的市场动态,满足市场需求.

摘要： 磁场对于半导体晶体生长过程中的流动模式有着明显的影响，因而可以改善晶体的组分和杂质的分布。在半导体单晶生长过程当中利用超导磁场来抑制熔体的对流，采用这种方式既可以生长出优质的单晶又可以研究熔体的对流与扩散对生长半导体单晶的质量影响。该文报道了新近自行设计、制造的一种新型超导磁场直拉单晶炉。

摘要： Cz法仍然是当今生长单晶硅的主要方法，而热场是其核心组成部件之一。保温性能、长晶速率及晶体质量是衡量热场结构优劣的主要指标。作者借助于计算机仿真技术，对现有热场结构进行了模拟分析和优化。通过对加热器、热屏及保温材料结构、性能的分析，得出以下结论：加热器结构优化后，可改善熔体中的温度分布，降低与石英坩埚接触的熔体温度，从而减少了石英坩埚与熔体反应导入到熔体中的氧含量;热屏和保温材料结构优化后，增强了热场中纵向温度梯度，使得拉晶速度提高20％以上;同时增强了热场的保温效果，功耗可降低30％以上。

摘要： 该文主要介绍了磁流体密封技术在单晶炉上的具体应用，简要介绍了所用磁流体密封的结构及参数。

摘要： 85﹪以上的单晶硅采用直接法(CZ)制备.CZ晶体生长炉热场部件如发热体、坩埚隔热衬套等常用高纯石墨制造,随着晶圆直径的加大,石墨材料的局限性日益明显.炭/炭复合材料的机械性能高于石墨,尺寸稳定性好、耐冲击,通过纯化处理,该材料的金属杂质含量可减低至5ppm以下;C/C复合材料可以组装成复杂大型零件,其组织结构和材料性能的可设计性强.

摘要： 85﹪以上的单晶硅采用直接法(CZ)制备.CZ晶体生长炉热场部件如发热体、坩埚隔热衬套等常用高纯石墨制造,随着晶圆直径的加大,石墨材料的局限性日益明显.炭/炭复合材料的机械性能高于石墨,尺寸稳定性好、耐冲击,通过纯化处理,该材料的金属杂质含量可减低至5ppm以下;C/C复合材料可以组装成复杂大型零件,其组织结构和材料性能的可设计性强.

摘要： 85﹪以上的单晶硅采用直接法(CZ)制备.CZ晶体生长炉热场部件如发热体、坩埚隔热衬套等常用高纯石墨制造,随着晶圆直径的加大,石墨材料的局限性日益明显.炭/炭复合材料的机械性能高于石墨,尺寸稳定性好、耐冲击,通过纯化处理,该材料的金属杂质含量可减低至5ppm以下;C/C复合材料可以组装成复杂大型零件,其组织结构和材料性能的可设计性强.

摘要： 单晶炉晶棒定位装置及采用单晶炉晶棒定位装置的单晶炉。一种单晶炉晶棒定位装置，包括连接部、圆柱体收容部、伸缩部、纵向引导件及固定件。连接部一端与圆柱体收容部的中部连接，连接部的另一端设置有定位孔，且连接部与圆柱体收容部的侧壁垂直。伸缩部设置在圆柱体收容部内且伸缩部的一端伸出圆柱体收容部，且伸缩部的伸出圆柱体收容部的一端设置有用于定位晶棒的定位摇臂，定位摇臂与圆柱体收容部的轴线垂直；伸缩部的被收容在圆柱体收容部内的另一端设置用固定孔。纵向引导件设置在圆柱体收容部的引导孔中且与伸缩部接触，纵向引导件还与圆柱体收容部的轴线垂直。固定件设置在圆柱体收容部的固定孔中。本发明还提供一种采用单晶炉晶棒定位装置的单晶炉。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉、确定该单晶炉在单晶硅生长过程中操作参数的方法以及制备单晶硅的方法，所述单晶炉包括坩埚、导流筒、绝热材料、底部加热器和侧部加热器，其特征在于，所述坩埚和所述侧部加热器之间设有隔离环，并且所述隔离环环绕所述坩埚的外周壁布置，其中，所述隔离环上端高于所述侧部加热器上端和/或所述隔离环下端低于所述侧部加热器下端。采用该单晶炉可以有效降低晶埚转对坩埚内固液界面温度梯度的影响。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉加热装置、单晶炉及单晶炉的加热方法，单晶炉加热装置包括第一加热结构，且沿周向第一加热结构的上端部至下端部的高度一致；第二加热结构，位于第一加热结构下方；第三加热结构，位于第二加热结构下方；第一加热结构的加热控制机构与第二加热结构、第三加热结构的加热控制机构不同，且第一加热结构的高度满足在等径生长阶段坩埚中的熔液处于第一加热结构的高度范围内。本发明第一加热结构的上端部至第一加热结构的下端部的高度一致，在等径生长阶段第一加热结构提供的热量能使熔液维持熔融状态，使熔液中和固液界面处有足够的纵向温度梯度，保持整个等径过程平稳进行，保证固液界面波动很小，从而保证晶棒的质量。

摘要： 单晶炉晶棒定位装置及采用单晶炉晶棒定位装置的单晶炉。一种单晶炉晶棒定位装置，包括连接部、圆柱体收容部、伸缩部、纵向引导件及固定件。连接部一端与圆柱体收容部的中部连接，连接部的另一端设置有定位孔，且连接部与圆柱体收容部的侧壁垂直。伸缩部设置在圆柱体收容部内且伸缩部的一端伸出圆柱体收容部，且伸缩部的伸出圆柱体收容部的一端设置有用于定位晶棒的定位摇臂，定位摇臂与圆柱体收容部的轴线垂直；伸缩部的被收容在圆柱体收容部内的另一端设置用固定孔。纵向引导件设置在圆柱体收容部的引导孔中且与伸缩部接触，纵向引导件还与圆柱体收容部的轴线垂直。固定件设置在圆柱体收容部的固定孔中。本发明还提供一种采用单晶炉晶棒定位装置的单晶炉。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉、确定该单晶炉在单晶硅生长过程中操作参数的方法以及制备单晶硅的方法，所述单晶炉包括坩埚、导流筒、绝热材料、底部加热器和侧部加热器，其特征在于，所述坩埚和所述侧部加热器之间设有隔离环，并且所述隔离环环绕所述坩埚的外周壁布置，其中，所述隔离环上端高于所述侧部加热器上端和/或所述隔离环下端低于所述侧部加热器下端。采用该单晶炉可以有效降低晶埚转对坩埚内固液界面温度梯度的影响。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。

摘要： 本实用新型公开的单晶炉热场，包括位于坩埚上方的热屏以及独立于热屏、同轴设置于热屏内侧的热屏冷却件，热屏冷却件可相对于坩埚升降。本实用新型还公开具有该单晶炉热场的单晶炉，包括单晶炉壳体、坩埚和上述的单晶炉热场，坩埚和单晶炉热场均容置于单晶炉壳体内。本实用新型的单晶炉热场及具有该单晶炉热场的单晶炉中的热屏冷却件，可吸收单晶生长时释放的结晶潜热、有效地提高单晶生长速度，一旦发生损坏，也便于维修，并且，该热屏冷却件可相对于坩埚升降，在加料时升起该热屏冷却件，可避免溅硅，确保拉晶过程的安全与稳定。

摘要： 本实用新型提供了一种单晶炉热场加热器及包括该单晶炉热场加热器的单晶炉。其中单晶炉热场加热器包括：加热器主体(10)以及固定设置在加热器主体(10)上的加热器脚(20)，加热器主体(10)与加热器脚(20)可拆卸地连接。采用本实用新型的单晶炉热场加热器及包括该单晶炉热场加热器的单晶炉，可以只更换磨损的加热器脚，而保留加热器主体，降低维修成本。

摘要： 一种单晶炉晶棒定位装置，包括连接部、圆柱体收容部、伸缩部、纵向引导件及固定件。连接部一端与圆柱体收容部的中部连接，连接部的另一端设置有定位孔，且连接部与圆柱体收容部的侧壁垂直。伸缩部设置在圆柱体收容部内且伸缩部的一端伸出圆柱体收容部，且伸缩部的伸出圆柱体收容部的一端设置有用于定位晶棒的定位摇臂，定位摇臂与圆柱体收容部的轴线垂直；伸缩部的被收容在圆柱体收容部内的另一端设置用固定孔。纵向引导件设置在圆柱体收容部的引导孔中且与伸缩部接触，纵向引导件还与圆柱体收容部的轴线垂直。固定件设置在圆柱体收容部的固定孔中。本实用新型还提供一种采用单晶炉晶棒定位装置的单晶炉。