唐凯

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。单晶炉的稳定性能和质量直接影响着制作的单晶质量。对单晶炉进行设计时，不仅要考虑到制作单晶的工艺性，还要掌握机械设备、电子设备和热力方面的技能。文章从机械性能方面对单晶炉的结构进行分析，并提出优化单晶炉的设计方法，以期能够提高单晶炉设备的性能。

关键词：单晶炉;机械性能;结构

现阶段，单晶硅的生长逐渐向高完整性、高均匀性和高效率的方向发展，也对单晶的质量提出了更高的要求。多晶材料中的其他杂质以及分布不均匀的掺杂剂等都会影响单晶的质量，这些物质会使材料的光学性能和电学性能分布不均匀，从而使半导体的光学性能和电学性能受到不良影响。所以需要对制作单晶硅的单晶炉进行优化，提高单晶炉的稳定性，从而减少单晶中的其他杂质。

1 单晶炉结构设计优化的现状

由于单晶硅向高质量的方向发展，也提高了制作单晶硅的单晶炉设备的结构性能要求，需要单晶炉具备较好的稳定性能、自动化技术以及高质量、操作简便、高效率等特征[1]。现阶段，对单晶炉设备的技术仅对提高其自动化的技术、温度、单晶炉的勾型磁场装备和横向磁场等方面的设计，却没有对单晶炉设备关键部分的结构进行设计及优化。所以作为单晶硅的制作设备，其结构必须要具备稳定性、较大的强度和刚度特征，还要在确保制作单晶硅质量的基础之上对单晶炉设备进行设计优化。……