GB/T 10067.410-2014 电热装置基本技术条件 第410部分：单晶炉

ICS25.180.10

中华人民共和国国彖标准

GB/T10067.410—2014

电热装置基本技术条件

第410部分：单晶炉

Basicspecificationsforelectroheatinstallations—

Part410：Singlecrystalgrowingfurnace

2014-12-05发布2015-04-16实

GB/T10067.410—2014

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GB/T10067«电热装置基本技术条件》现有19个部分：

——第1部分:通用部分；

——第2部分：电弧加热装置；

——第3部分:感应电热装置；

——第31部分：中频无心感应炉；

——第32部分：电压型变频多台中频无心感应炉成套装置；

——第33部分:工频无心感应熔铜炉；

——第4部分:间接电阻炉；

——第41部分：网带式电阻加热机组；

——第42部分:推送式电阻加热机组；

——第43部分:强迫对流井式电阻炉；

——第44部分:箱式电阻炉；

——第45部分:真空淬火炉；

——第46部分:罩式电阻炉；

——第47部分:真空热处理和钎焊炉；

——第48部分：台车式电阻炉；

——第49部分：自然对流井式电阻炉；

——第410部分:单晶炉；

——第411部分：电热浴炉；

——第5部分:高频介质加热设备。

根据需要还将陆续制定其他部分。

本部分为GB/T10067的第410部分，应与GB/T10067的第1部分和第4部分配合使用。

本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本部分由中国电器工业协会提出。

本部分由全国丁业电热设备标准化技术委员会(SAC/TC121)归口。

本部分起草单位：西安电炉研究所有限公司、江苏华盛天龙光电设备股份有限公司、西安理T晶科

股份有限公司、中冶电炉工程技术中心、国家电炉质量监督检验中心、陕西省电炉工程技术研究中心。

本部分主要起草人：陈巨才、李留臣、袁芳兰、束天和、朱琳。

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电热装置基本技术条件

第410部分：单晶炉

1范围

GB/T10067的本部分规定了对TDR晶体炉的术语、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则以

及标志、包装、运输和贮存。

本部分适用于直拉法拉制半导体硅、错等单晶的单晶炉。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB150—2011钢制压力容器

GB/T2900.23—2008电工术语工业电热装置

GB3095—2012环境空气质量标准

GB8702—1998电磁辐射防护规定

GB8978—1996污水综合排放标准

GB/T10066.1—2004电热设备的试验方法第1部分:通用部分

GB/T10066.4—2004电热设备的试验方法第4部分：间接电阳炉

GB/T10067.1—2005电热装置基本技术条件第1部分:通用部分

GB/T10067.4—2005电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉

GB12348—2008丁业企业厂界环境噪声排放标准

GB16297—1996大气污染物综合排放标准

JB/T9691—1999电热设备产品型号编制方法

3术语和定义

GB/T2900.23—2008.GB/T10066.4—2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

单晶炉crystalgrowingfurnace

利用直拉法(czochralskimethod)或区熔法(floatingzone)拉制半导体单晶材料的一种工业电热

设备。

3.2

熔料量charge

单晶炉设计时规定的每炉次一次最大的装料量，不包括拉晶过程中添加的量。

3.3

直拉法czochralskimethod

生长单晶最常用的方法，即把高纯的多晶材料放在堆竭内并加热使之熔化，用固定在提拉轴上的籽

晶与熔融的材料相熔接，然后以一定的速度垂直向上提拉，晶体便在籽晶下端不断生长。又称引上法、

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切克劳斯基法。

3.4

籽晶轴seedshaft

用于固定已确定晶向的籽晶夹持机构，实现晶体生长过程液面自动跟踪的运动杆件。

3.5

i#竭轴crucibleshaft

用于支撑皓堀及堪圳中半导体材料熔液，实现晶体生长的运动杆件。

3.6

晶体直径控制crystaldiametercontrol

采用PLD程序或类似自动控制程序对晶体生长过程中的直径尺寸进行控制的一种方式。

3.7

光环法控径diametercontrolbylight-ringmethod

这种方法适用于材料在结晶过程中能够产生较强结晶潜热的单晶生长直径控制。在晶体生长过程

中，在固-液界面生长晶体的圆周由于产生较强潜热而生成较熔池熔液而更明亮的光环，晶体直径控制

器采集光环的光信号，经光电转换，依设定程序，达到控制温度，调整晶体生长速率，实现晶体等直径

生长。

3.8

磁场直拉系统magneticfieldczochralskisystem；MCZ

超大规模集成电路(VLSI)半导体器件向着高密度、高集成度方向发展，晶片大直径化是必然趋势。

为了控制晶体生长过程中因生长界面上的温度波动和杂质分凝会在晶体内形成杂质浓度不均匀(条纹-

striation),对直拉法晶体炉引入外加强磁场，以抑制熔体热对流、熔体温度波动等因素，从而达到晶体

内杂质含量与分布、生长条纹的控制。磁场设备依据磁场方向分为纵向磁场(VMCZ)、横向磁场(HM-

CZ)、勾形磁场(CUSPMCZ)三种类型’

3.9

图像扫描直径测量系统imagescanningdiametermeasuringsystem

利用CCD(chargecoincidencedevice)摄像器件(一种集光转换、存贮、自扫描转移、输出为一体非平

衡态功能器件)作为单晶炉晶体直径的测量器件，依计算机设定程序，实现拉晶过程晶体直径准确测量

的系统。

3.10

籽晶夹持与夹持机构(双夹持)seedgripandcrystalgripmechanism(doublegrip)

对已确定晶向的籽晶进行固定，针对投入大熔料量$150kg拉晶时，防止因籽晶缩颈(necking)而

承受不住已拉制晶体自身重量及晶体与熔液表面黏滞力，而设计的一种晶体夹持机构。

3.11

掺杂剂装置dopantfixture

由于半导体器件不同，半导体衬底的导电类型和电阻率也不同，在晶体生长过程中掺入极少量杂质

控制半导体电子和空穴密度来改变导电类型、调节电阻率的方法称作掺杂(doping),实现掺杂目的的装

置称为掺杂剂装置。

3.12

激光液面控制lasermeltlevelcontrol

利用激光发射单元及光电探测器接收单元，准确寻求拉晶过程中的最佳竭位(crucibleposition),建

立合适温度梯度，实现液面温度的自动控制。

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3.13

晶体移出装置crystalremovalhoist

一种用