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单晶炉提拉速度控制系统的设计与分析1 引 言半导体材料是半导体工业的基础材料 ,其中用量和用途广泛的是半导体硅。当今 95%以上的半导体器件是用硅材料制造的 ,99%以上的集成电路是硅集成电路 ,生产集成电路所需要的单晶硅 ,是在硅结晶生长开始时 ,用提拉的办法制成的。在单晶硅生产过程中 ,对晶体的提拉速度有十分严格的要求 ,从某种程度上讲提拉速度的控制好坏将直接影响到晶体的质量。对单晶硅生产过程中的提拉速度控制系统进行研究有实际意义。图 1示出了单晶炉提拉速度控制系统在单晶硅生产中的作用。提拉杆的运动是靠驱动电机通过减速器 ,再由齿轮齿条机构带动的。在单晶炉中 ,要求提拉单晶硅的提拉杆不仅能以某一期望线速度 V向上 (下 )运动 ,而且当提拉负载增大引起线速度为零时 ,提拉杆能保持其后位置而不上下滑动。在实际单晶炉中 ,对提拉控制系统提出的主要技术指标是 ,提拉速度在 0 .2～ 1 0 .0 mm/h范围之内实现无级可调 ,线性精度大于± 2 %
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本发明可通过加料器升降驱动装置和加料器旋转驱动装置将外部加料器移出工作位并旋开，进而方便拆炉和清理，本发明的加料器升降驱动装置和加料器旋转驱动装置配上工装还可以吊装主炉室的零部件；、本发明可通过副炉室升降驱动装置和副炉室旋转驱动装置驱动副炉室移动，并在副炉室移取晶位的过程中，通过电动接晶托防止晶棒掉落，安全；、当不再继续加料时，通过化料器升降驱动装置将外部化料器提升不干涉主炉室坩埚上升的位置，并通过化料器旋臂的旋转旋开外部化料器，进而方便拆炉和清理；、本发明通过减震装置对下驱动装置进行减震，使拉晶时下驱动装置不受外界震动影响，进而保晶棒质量。分子泵回收，真空泵回收，真空流量计回收，plc编程回收，控制屏回收，离子泵回收，涡轮分子泵回收，螺杆真空泵回收，涡旋高真空泵回收，而采用有限元法数值模拟是一种优化单晶炉设计的重要工具。本文对采用矮加热器的复合式热场进行了数值模拟,得到了流场分布图和热场温度分布图。对新型热屏和矮加热器对晶体生长的影响进行了系统的理论分析和实验验工作。结果表明,新型热屏不仅起到导流筒的作用,改进了流场,使单晶氧含量下降;而且热屏解决了大直径单晶生长中结晶潜热难以散发的问题,大大提高了拉晶速率,降低了生产成本。
