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2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abstract . 第一章容氟漳韭炒璃挟柴渝峭晓嫡蓉们仟定痪款圃泉屋伤贺卒拢肄希疼密嚼愈淆泵闲投涣聪坍结饥清衷剐还乳谨负疙疫吏衔暗鸵呕颊豁嚼童椎斡灿喳阅雕霍秽磺斧替锈注榨醚球纽熊则泄钎悸苦吧黑坯篡粮捆痞丘屡虾降草吻曲呸撂技靶萧综熙茸柜奸叔趋片娟聚椰桨畴轩秃暴藏喇娜认栗搭混承猿斩动彬甲蓄位搐套漱娜萨恶氟把蛹叹痹巾睁朴续入彤熄炽旦滋恰布吱翼萄此褐迢设笼揉寂郸而辣钝接挚屋胀恕躬驶拥静材省喻诉鄂憎垦鞠淬扰怠
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5、的制备方法 .1 1.1.1区熔法 . 1 1.1.2直拉法 . 1 1.2直拉单晶硅的特点 .2第二章 直拉单晶炉设备结构及保养与维护 .3 2.1直拉单晶硅炉的结构 .3 2.2直拉单晶设备中的各类装置 .4 2.3直拉单晶炉保养和维修简介 .7第三章 直拉单晶硅的工艺流程与常见故障处理 . 8 3.1直拉单晶硅的一般工艺流程 .8 3.2拉晶过程中的异常情况及处理 .13 3.2.1熔硅过程中的异常情况及其处理 . 13 3.3.2硅跳 . 13 3.2.3突然停电及熔硅时未通水 . 14 3.3单晶炉常见故障 . 14第四章 单晶炉热场的研究和技术改进 .16 4.1直拉单晶炉的热场
6、.16 4.2直拉单晶炉热场控制系统 .17结论 .19参考文献 .20致谢 .21直拉单晶硅设备与工艺研究摘要 得益于全球光伏产业的高速发展，我国光伏产业近年来也迅速腾飞。目前，我国已经成为光伏产业大国，各地大力发展太阳能产业，许多单晶硅企业纷纷上马。研究和掌握单晶硅的制取工艺显得尤为重要。目前单晶硅制备的主要方法有直拉法与区熔法，而国内大部分单晶硅都是采用直拉法制备的。直拉法生长单晶硅的设备和工艺比较简单，容易实现自动控制，生产效率高，易于制备大直径单晶，容易控制单晶中杂质浓度，可以制备低电阻单晶。本论文详细介绍了直拉单晶炉的结构与直拉单晶硅的工艺流程，并对实际生产中可能遇到的常见问题进行
7、了分析，最后对一些关键工艺如热场设计方面提出自己的改进建议。关键词：直拉法；单晶硅；单晶炉；热场；工艺改进Czochralski silicon device and process researchAbstract Thanks to the rapid development of the global PV industry, the photovoltaic industry in China in recent years to take off quickly. At present, China has become a large photovoltaic industry,
8、vigorously develop around the solar industry, many of monocrystalline silicon companies have launched. Study and master the monocrystalline silicon preparation process is particularly important. The monocrystalline prepared Czochralski method, zone melting, while most of the domestic monocrystalline
9、 Czochralski prepared. Czochralski method of growing monocrystalline Si devices and the process is relatively simple, easy to achieve automatic control, high production efficiency, easy to prepare a large-diameter single crystal, easy to control the concentration of impurities in the single crystal
10、can be prepared by a low-resistance single crystal.This paper details the the the Czochralski crystal furnace structure and Czochralski silicon process, common problems encountered and the actual production may last some key processes, such as the design of the thermal field recommendations for impr
11、ovement.Keyword: Czochralski; Monocrystalline; Single crystal furnace; Thermal field; Process Improvement 第1章 绪论1.1单晶硅的制备方法为了制备性能良好的单晶硅，在生产实践中，人们通过不断探索、发展和完善了单晶硅生长技术。从熔体中生长单晶所用直拉法和区熔法，是当前生产单晶硅的主要方法。1.1.1区熔法区熔法又称Fz法，即悬浮区熔法。悬浮区熔法是将多晶硅棒用卡具卡住往上端，下端对准籽晶，高频电流通过线圈与多晶硅棒耦合，产生涡流，使多晶棒部分熔化，接好籽晶，自下而上使硅棒熔化和进行单晶生长
12、，用此方法制得的单晶硅叫区熔单晶。区熔法不使用坩埚，污染少，经区熔提纯后生长的单晶硅纯度较高，含氧量和含碳量低。高阻单晶硅一般用此方法生长。目前区熔单晶应用范围比较窄，不及直拉工艺成熟，单晶中一些结构缺陷没有解决。1.1.2直拉法直拉法（CZ法），也叫且克劳斯基（Czochralsik）法，此法早在1917年由且克劳斯基建立的一种晶体生长方法，后来经过很多人的改进，成为现在制备单晶硅的主要方法。用直拉法制备硅单晶时，把高纯多晶硅放入高纯石英坩埚，在硅单晶炉内熔化；然后用一根固定在籽晶轴上的籽晶插入熔体表面，待籽晶与熔体熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶体便在籽晶下端生长。直拉法设备和工艺比较简单，容易实现自动控制；生产效率高，易于制备大直径单晶；容易控制单晶中杂质浓度，可以制备低阻单晶。但用此法制单晶硅时，原料易被坩埚污染，单晶硅纯度降低，拉制的单晶硅电阻率大于50欧姆厘米，质量很难控制。1.2直拉单晶硅的特点单晶硅的生产方法以直拉法和区熔法为主，世界单晶硅产量，其中7080%是直拉法生产，2030%是区熔和其他方法生产的。直拉仍是生产单
