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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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提拉式单晶炉特点籽晶提拉及旋转部件:实现了籽晶轴较高转速时的系统平稳性;籽晶轴旋转及提拉密封均采用的磁流体密封组件,无泄露,长期使用不需充磁;精密花键轴及各驱动直流伺服电机均为进口件,确保系统具有很高的可靠性。提拉头经过严格的静平衡和动平衡测试,高速旋转下籽晶晃动小于2mm,适应半导体工艺需求。坩埚升降及旋转部件:使用超大铸铁立柱、双滚动直线导航、精密滚珠丝杠以及进口等功能件组合设计,确保坩埚系统在超重低速工况下长期平稳运行。浮动式翻板阀设在主副炉室之间,可在热场维持工艺温度的情况下,取出晶体,更换籽晶和补充加料进行连续拉晶。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,而边壁的边界层又是主要影响因素。另一机理是高浓度尘流中粉尘颗粒的扩散与凝聚这对矛盾中凝聚成为主要矛盾方面。粉尘颗粒可以彼此凝聚在一起。又可能与实质界面凝聚而吸附在其上面。通过这两个机理,后粉尘从气体中分离出来。 排尘过程排尘过程主要是经分离界面以后已分离出来的粉尘排离排尘口,不同的除尘器排尘的作用力也不同。有些除尘器不需要再加额外动力能利用原捕集分离的外力把粉尘排离除尘器。而另一些除尘器则需要加额外的动力才能把已分离的粉尘排出。 排气过程已弃尘后相对净化的气流从排气口排出的过程称为排气过程。上述基本知识是除尘器、过滤器设计制造的理论基础。下面具体讨论单晶炉领域除尘技术。