1．用途：
本裝置為軟軸提拉型單晶爐，是在惰性氣體（氬氣）環境中，用石墨電阻加熱器將矽半導體材料溶化，用直拉法生長單晶的裝置。9001型爐採用18"熱場，投料量60kg，可拉製6"或8"的單晶。（1201型爐，採用18」或20」熱場，投料量最大120kg,,可拉製6"~10"的單晶。
）2．裝置的工作原理概述：
本裝置採用軟籽晶軸提公升機構，顯著降低了單晶爐的高度，因而在一般廠房中即可安裝使用，便於裝配維修和拉晶操作，同時實現了籽晶軸轉速穩定的效果。
本裝置在效能和控制上都進行了改進。在機械結構方面採用了先進的磁流體密封技術、拱形封頭式爐蓋結構以及合理的主、副室提公升機構。單晶的提公升採用的是可承受190kg的不鏽鋼絲繩。
爐室結構為頂開式，主爐室和副爐室開啟時由螺母絲槓裝置實現上移。上公升到位後對稱旋出，便於機動取出晶體，拆除熱場系統和清理爐內各部。
主爐室和副爐室之間，設有翻板閥，可在維持主爐室工藝條件不變的情況下取出晶體，更換籽晶。
3. 主要技術資料9001型1201型
3.1. 電源3相380v±10%,50hz 3相380v±10%,50hz
3.2. 變壓器容量200kva230 kva
3.3. 加熱器最大加熱功率： 150kva150 kva
3.4. 加熱器最高加熱電壓： 65v65v
3.5. 最高加熱溫度15001500℃
3.6. 冷爐極限真空度**a**a
3.7. 晶體直徑6"/φ86"～φ10"
3.8. 熔料量90kg120kg
3.9. 主爐室尺寸850×1220mm900×1200mm
3.10.旋閥通徑260mm300mm
3.11.副爐室尺寸260×2270mm300×2300mm
3.12.籽晶拉速範圍0～8mm/min0～8mm/min
3.13.籽晶快速400mm/min400mm/min
3.14.籽晶轉速範圍0～48r/min0～48r/min
3.15.坩堝公升速範圍0～2mm/min0～2mm/min
3.16.坩堝快速100mm/min100mm/min
3.17.坩堝轉速範圍0～20r/min0～20r/min
3.18.籽晶提公升有效行程2900mm3000mm
3.19.坩堝公升降有效行程400mm400mm
3.20.主機占地面積2500mmx1500mm 2000mmx1500mm
3.22.主機最大高度6300mm6500mm
4. 裝置的安裝與要求
4.1.裝置安裝環境
本裝置應在清潔、減震的工作環境中執行，應放置在專用的混凝土基礎上，環境條件應選在恆溫、恆濕車間。也可在能與空氣中粉塵、振動和衝擊波隔離的較好環境中工作，地面應盡量平整，並且有自然排水管孔，使回水能自然排放。
突然的外界較強烈的衝擊振動，有可能影響晶體的內在質量。因此，廠房應盡量選擇在避開振源的地方。當條件限制而不能避開時，則要做必要的隔振措施。其具體要求是：
室溫20±5℃
相對濕度 ≤65％
外界振源當大於10hz時，振幅應小於0.003mm
可腐蝕性氣體盡量杜絕。
本裝置在氬氣環境中工作，開爐時應通風使氬氣擴散後再進行操作，廠房應保持良好的通風條件，防止氬氣沉積。
4.2.冷卻水源與排水
本裝置主體的進水共分3路，一路冷卻主機下部各冷卻部位，一路冷卻主機上部，一路冷卻電纜及機械幫浦。水管與主機相連時，以軟膠管連線，以防止振動干擾主機。排水相應地也有3路，連線管路終端為開式管路，以免爐室及各冷卻部分水壓過大而造成管路變形，排水管如為多台共用時，應為無壓排水，總排水管應暢通無阻，水質應以軟水質迴圈供水為好。
其具體要求為：
壓力0.1~0.2mpa
流量20m3 /h
ph值： 7～9
電阻值： >104～106ω/cm
硬度8de
氯離子： ≤10ppm
鐵離子： ≤0.1ppm
進水溫度： ≤25℃
本裝置電源部分單獨供水，要求水壓0.2~0.3mpa，水質要求同裝置主體部分。
4.3.電源
電壓： 3相380v±10%,50hz
功率：大於150kw/臺
配電盤應裝有500v、400a的空氣開關，及380v、400a的隔離開關。廠房內不應有會對單晶爐機電系統正常執行造成不良影響的射電干擾和電磁干擾。建議使用者為本裝置的「熱場加熱電源」配備諧波抑制裝置,以利於提高電能利用效率,減少干擾。
4.4.氬氣源
氬氣應使用純度≥99.999％的氬氣源，與裝置連線部位應採用專用介面，管道為不鏽鋼材料。其具體要求為：
氬氣純度： >99.999%
氬氣壓力：0.05～0.2mpa
氬氣流量： 100l/min
氬氣管道洩漏率：<0.01pa/min
4.5.幫浦組系統
幫浦與主機之間設定有電動閥及除塵器，中間用波紋管連線，以減少振動傳遞。
幫浦與主機之間最好設隔斷牆、並具備良好的廢氣排放及防汙染工作環境。
5. 爐子結構說明
單晶爐包括機架、坩堝驅動裝置、主爐室、翻板閥、副爐室、籽晶提公升機構、爐體公升降驅動裝置、真空系統、充氣系統及水冷系統等組成。機架由型材焊接而成，是爐子的支撐裝置。坩堝驅動裝置安裝在機架下部的平板上。
主爐室固定機架的上平面上，翻板閥連線在主室與副室之間，籽晶提公升機構安裝在副室上。爐體公升降驅動裝置安裝在機架後側的立柱上。
5.1.坩堝驅動裝置
坩堝軸為兩段組裝空心水冷結構，在軸的下部設有一水套可以引入冷卻水。坩堝軸的旋轉密封採用磁流體密封，公升降密封採用焊接波紋管密封。
坩堝驅動裝置包括坩堝的公升降、快速公升降、及坩堝的旋轉驅動。坩堝的公升降結構採用滾珠絲槓及雙直線導軌導向的結構，系統剛性好，運動精度高。公升降運動由直流伺服電機經蝸輪蝸桿減速器、齒形帶、諧波減速器減速之後，通過牙嵌式電磁離合器驅動絲槓，由螺母帶動公升降架公升降。
快速電機通過蝸輪蝸桿減速後驅動絲槓轉動，實現坩堝的快速公升降。手動裝置通過一對斜齒輪帶動絲槓旋轉，達到坩堝公升降目的。安裝在公升降支架側面的旋轉電機通過楔形帶實現坩堝軸的平穩轉動。
5.2.主爐室
主爐室由爐底、下爐筒、上爐筒和爐蓋組成。各部件均採用sus304l不鏽鋼焊接而成，並採用雙層水冷結構。爐底固定在機架上平面上，其中心孔是坩堝軸的找正基準，孔下端與坩堝驅動裝置用波紋管密封連線。
爐底上還設有兩個電極孔，電極杆通過此孔與加熱器連線。電極杆也為空心水冷結構。
下爐筒用壓板壓緊在爐底上，通常清爐時，下爐筒留在爐底上，特殊情況下才拆除下爐筒。下爐筒上有兩個對稱布置的真空抽口，交匯後與主真空管道相連。上爐筒放在下爐筒上，並留有一高溫計介面。
爐蓋為橢圓型封頭結構，爐蓋正面有水冷結構的觀察窗，在該觀察窗上可裝測徑儀，可直接測出晶體的直徑。左側設有圓形的取光孔，可以安裝紅外控徑儀。通過控徑儀支架可以調節控徑儀的位置和角度。
爐蓋上設有一充氣口，可以滿足不同的工藝要求。
5.3.翻板閥
翻板閥固定在爐蓋上，關閉此閥後，可在維持主爐室工藝氣氛不變的情況下，開啟副室，從而裝卸籽晶或取晶。翻板閥上設有一抽空口和一壓力變送器介面。抽空口與副真空管道連線，在主副爐室隔離時，可以抽空副室，使副室達到和主室相同的真空條件。
翻板閥的閥杆和閥蓋均採用水冷結構。
5.4.副爐室
副室的頂部設有一充氣環，在拉晶過程中氬氣都由此充入。副室上部的觀察窗用以觀察重錘及充氣環等處的情況。
5.5.籽晶旋轉及提公升裝置
籽晶旋轉機構由旋轉軸、支撐座、集電環、磁流體及驅動電機組成。籽晶提公升機構與旋轉軸連線，旋轉電機通過楔形帶帶動旋轉軸，實現籽晶提公升部件的整體旋轉。籽晶提公升元件經過動平衡試驗以使籽晶旋轉時振動降到最低。
集電環用以提供籽晶提公升機構的電能以及傳遞電訊號。籽晶提公升機構有快速和慢速兩個驅動電機。籽晶慢速提公升電機採用直流電機，閉環控制。
電機通過諧波減速和兩級蝸輪蝸桿減速後帶動轉軸旋轉。轉軸通過滾動花鍵與卷絲輪連線，卷絲輪的一端與牽引螺母連線，在卷絲輪旋轉的同時帶動卷絲輪平移，從而保證卷絲輪上的軟軸鋼絲繩始終處於對中位置。快速電機通過齒形帶與蝸輪蝸桿減速器相連並通過電磁離合實現與慢速電機間的互鎖。
在第二級蝸輪蝸桿減速器的輸出端裝有旋轉電位器，可以計算晶體的長度和位置。
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