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根據(jù)現(xiàn)在最常用的硅單晶直拉法減壓拉晶工藝，真空系統(tǒng)一般都配備滑閥式真空泵。但隨著大直徑、重?fù)诫s等特殊要求的硅單晶需求量的增加，對單晶爐設(shè)備的要求也越來越高，采用滑閥式真空泵的缺點也日益顯現(xiàn)。為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，也為了保證器件參數(shù)的一致性、可靠性，都希望直拉單晶大直徑化，設(shè)備控制高度自動化，從抽空到拉晶結(jié)束全部自動化控制，且穩(wěn)定性、可靠性極好的大型直拉單晶設(shè)備。為了提高單晶的內(nèi)在質(zhì)量或者某方面參數(shù)的特殊要求，普諾克通過改造真空系統(tǒng)，將水環(huán)式真空泵應(yīng)用在直拉單晶爐設(shè)備上，以提高直拉單晶爐的整體性能。下面跟著小編一起來了解改造好的真空系統(tǒng)在直拉單晶爐上的應(yīng)用有什么變化吧。

直拉單晶爐，包括爐體，爐體包括爐座和爐腔，爐腔設(shè)置在爐座上，爐體內(nèi)設(shè)有加熱裝置和直拉成型裝置，加熱裝置包括石英坩堝、石墨坩堝、加熱器和石墨電極，石墨坩堝包裹在石英坩堝的外側(cè)，加熱器設(shè)置在石墨坩堝的外側(cè)，石墨電極設(shè)置在加熱器的底端，直拉成型裝置包括豎直設(shè)置的籽晶軸和坩堝軸，籽晶軸設(shè)置在石英坩堝的上方，坩堝軸設(shè)置在石英坩堝的底部，籽晶軸的上方設(shè)有與籽晶軸相連接的籽晶軸驅(qū)動裝置，坩堝軸的底部設(shè)有坩堝軸驅(qū)動裝置。

滑閥泵是用油來保持密封的機(jī)械真空泵的，由于它的滑閥環(huán)與泵腔有一定間隙，兩者不接觸，可抽含有微小塵埃的氣體。在單晶正常生長過程中，滑閥泵將會帶走由于高溫而產(chǎn)生出來的硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物，這些雜質(zhì)大部分會進(jìn)入泵腔，與真空泵油混合在一起。由于硅單晶生長時間比較漫長，特別是大直徑的硅單晶生長時間更長，隨著時間的增加，真空泵油里的雜質(zhì)也越積越多，從而使真空泵油的黏稠度也越來越大，導(dǎo)致真空泵負(fù)荷增大，抽速下降，嚴(yán)重的會造成真空泵不能正常工作。因此需要定期更換真空泵油，這樣做還可延長真空泵壽命。但頻繁的更換真空泵油，不但維護(hù)費用高而且在一個拉晶工藝過程中是無法實現(xiàn)的。特別是在拉重?fù)缴榈葎《緭诫s元素的硅單晶時，有一部分砷等劇毒元素融入真空泵油中，使得真空泵的維護(hù)更加困難，含有砷等劇毒摻雜元素的真空泵油處理是件很棘手的事。

針對上述的問題，改進(jìn)后的真空系統(tǒng)在直拉單晶爐上的應(yīng)用，既可以使用水環(huán)泵作為主泵，也可當(dāng)旁路真空球閥關(guān)閉的時候，使用滑閥泵作為主泵，滿足不同拉晶工藝的需要。當(dāng)使用水環(huán)泵作為主泵時，正常拉晶產(chǎn)生的硅氧化物和雜質(zhì)揮發(fā)物都被抽到了水環(huán)泵里，溶于水環(huán)泵的水中，水環(huán)泵的水不斷地循環(huán)更新，確保了水的清潔，使得水環(huán)泵能正常工作，不會因為拉晶時間太長，影響水環(huán)泵的工作性能，從而維持正常抽速，保證爐膛內(nèi)的真空度穩(wěn)定。排出的水經(jīng)過處理還可以重復(fù)使用，這樣不但維護(hù)方便而且費用低，特別是拉重?fù)缴榈葎《緭诫s元素的硅單晶時，砷等劇毒摻雜元素融入水中后比較容易被分離收集，減少對環(huán)境影響。