中华人民共和国国家标准
GB/T 10067.410-2014
电热装置基本技术条件 第410部分：单晶炉
Basic specificationsfor electroheat installationsPart 410:Single crystal growing furnace
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
GB/T10067《电热装置基本技术条件》现有19个部分：
-第2部分：电弧加热装置； 第1部分：通用部分；第3部分：感应电热装置：一第31部分：中類无心感应炉；一第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44部分：箱式电阻炉： 第43部分：强迫对流井式电阻炉；-第45部分：真空辩火炉：第46部分：罩式电阻炉：-第47部分：真空热处理和轩焊炉；第49部分：自然对流井式电阻炉； 第48部分：台车式电阻炉；第410部分：单晶炉：第411部分：电热浴炉：根据需要还将陆续制定其他部分. 第5部分：高频介质加热设备.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.本部分由全国工业电热设备标准化技术委员会（SAC/TC121）归口. 本部分起草单位：西安电炉研究限公司、江苏华盛天龙光电设备股份有限公司、西安理工品科股份有限公司、中治电炉工程技术中心、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.
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、储等单晶的单晶炉.
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：间接电阻炉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GB16297-1996大气污染物综合排放标准 GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准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crystal growingfurnace
利用直拉法（czochralski method）或区熔法（floating zone）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.
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坩埚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，晶体使在籽晶下端不断生长.又称引上法、
切克劳斯基法.
3.4
籽晶轴seed shaft
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.
坩埚轴crucible shaft
用于支撑堆璃及坩埚中半导体材料熔液，实现晶体生长的运动杆件.
9
晶体直径控制crystal diameter control
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.
光环法控径diameter control by light-ringmethod
中，在固-液界面生长晶体的圆周由于产生较强潜热面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magneticfield czochralski system;MCZ
超大规模集成电路（V1SI）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
利用CCD（charge coincidence device）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，实现拉品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）seed grip andcrystalgrip mechanism（double grip）
承受不住已拉制晶体自身重量及晶体与熔液表面黏滞力，面设计的一种品体夹持机构. 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
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，在品体生长过程中掺人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laser melt levelcontrol
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蜗位（crucibleposition），建立合适温度梯度，实现液面温度的自动控制.
3.13
晶体移出装置crystalremoval hoist
一种用于熔料量≥45kg单晶炉，对生长出的单晶锭移出炉外的机械装置.
3.14
补充加料系统（颗粒加料器）batchfeeder system（granular feeder）
一种用于在拉晶过程中，可连续对多晶熔池补充加人多晶材料（通常为颗粒状）的机械装置，其目的在于有效提高单晶炉的劳动生产率.
3.15
工作室尺寸dimensions ofworkingchamber
单晶炉设计时规定并在图样上标明的品体生长室的空间尺寸，用其内径和高度表示.3.16
晶体的等径部分isodiameter part of crystal
晶体拉制过程中，自转肩后从投入等径控制开始到等径控制结束的那一部分晶体.
3.17
工作温度working temperature
单晶炉设计时规定的多品材料熔化及单品从熔液中生长允许使用的温度范围.
3.18
最高加热温度maximumheatingtemperature
单晶炉设计时规定的能够满足对加热系统（石墨加热器、石墨蜗杆、石墨蜗托、石墨坩璃及其屏蔽保温系统）进行预先烧处理目的而需达到的加热温度.
3.19
工作区working region
能满足炉温均匀度要求的区域.通常指正常拉晶条件下加热器内坩埚液面附近的区域.
4产品分类
4.2电阻炉按其工作室内径尺寸或拉制单晶的规格进行分类.
4.2.1单晶炉按工作室内径尺寸（单位为cm）分为多个品种（通常以此分类方法为主）.
4.2.2单晶炉按拉制单品的规格（单位为英寸）分为多个品种：
a）4”单晶炉：b）6单晶炉；c）8单晶炉；d）12"单晶炉；e）18"单晶炉； f）27"单晶炉.
4.3在单晶炉的产品标准中应按GB/T10067.1-2005第4章的规定进一步按产品的结构类型、气氛、最高工作温度等进行分类.
5技术要求
5.1一般要求
单晶炉的技术要求应符合GB/T10067.4一2005中第5章的规定.
