多晶硅铸锭炉生产工艺控制技术和设备组(2)

高中物理教学艺术

时间：大约8．5 h；(4)
退火保温要求：完全保温；(5)连续充保护气。
第五步：冷却
(1)冷却真空度：大约52．5 Pa；(2)冷却温度：
1 000℃ ～400~C；(3)冷却时问：大约6 h；(4)冷却
保温要求：完全保温；(5)连续充保护。
2 多晶硅铸锭炉设备组成
为了完成上述连续的工艺过程，全自动多晶硅
铸锭炉设计由下面几大部分组成，它们分别为抽真
空系统、加热系统、测温系统、保温层升降系统、压力
控制系统及其它辅助系统。
2．1 抽真空系统
抽真空系统是保持硅锭在真空下，进行一系列
处理，要求在不同的状态下，保持炉内真空压力控制
在一定范围内。这就要求真空系统既有抽真空设
备，同时还有很灵敏的压力检测控制装置。保证硅
锭在生长过程中，处于良好的气氛中。抽真空系统
由机械泵和罗茨泵、比例阀旁路抽气系统组成。
2．2 加热系统
加热系统是保持工艺要求的关键，采用发热体
加热，由中央控制器控制发热体，并可保证恒定温场
内温度可按设定值变化；同时控制温度在一精度范
围内。完成硅锭在长晶过程中对温度的精确要求。
2．3 测温系统
测温系统是检测炉内硅锭在长晶过程中温度的
变化，给硅锭长晶状况实时分析判断系统提供数据，
以便使长晶状况实时分析判断系统随时调整长晶参
数，使这一过程处于良好状态。
2．4 保温层升降系统
保温层升降机构是保证硅锭在长晶过程中，保
持良好的长晶速度，它是通过精密机械升降系统，并
配备精确的位置、速度控制系统来实现。保证硅锭
晶核形成的优良性，保证光电转化的高效性。
2．5 压力控制系统
压力控制系统主要保证炉内硅锭在生长过程
中，在一特定时问段内，压力根据工艺要求保持在一
压力下。它由长晶状况实时分析判断系统来控制。
2．6 其它辅助系统
(1)熔化及长晶结束自动判断系统：通过i贝0量
装置检测硅料状态，自动判断硅料的状态，为控制系
统提供数据，实时判断控制长晶。
(2)系统故障诊断及报警系统：为了保证系统
长时间可靠运行，系统提供了系统故障自诊断功能，
采用人机对话方式，帮助使用者发现故障，及时排除
故障，为设备安全可靠的运行提供了安全保障。
3 多晶硅铸锭炉控制系统硬件结构组成
为了实现设
备的几大系统功能，必须有强大的
计算机控制系统来完成，以往简单的控制系统已难
当此任。本控制系统采用分布式现场总线技术，它
由中央控制器、现场控制器、现场控制器的控制单
元、执行机构组成。该系统不仅通讯可以冗余，控制
器也可以冗余，故障率几乎为零。中央控制器与现
场控制器之间

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