1、主機部分：

     a 機架，雙立柱

     b 雙層水冷式結構爐體

     c 水冷式閥座

     d 晶體提升及旋轉機構

     e 坩堝提升及旋轉機構

     f 氬氣系統

     g 真空系統及自動爐壓檢測控制

     h 水冷系統及多種安全保障裝置

     j 留有二次加料口

     2、加熱器電源：

     全水冷電源裝置采用專利電源或原裝進口IGBT及超快恢復二極管等功率器件。配以特效高頻變壓器，構成新一代高頻開關電源。采用移相全橋軟開關（ZVS）及CPU獨立控制技術，提高了電能轉換效率，不需要功率因數補償裝置。

     3、計算機控制系統：

     采用PLC和上位工業平板電腦PC機，配備大屏幕觸摸式HMI人機界面、高像素CCD測徑ADC系統和具有獨立知識產權的“全自動CZ法晶體生長SCADA監控系統”，可實現從抽真空—檢漏—爐壓控制—熔料—穩定—溶接—引晶—放肩—轉肩—等徑—收尾—停爐全過程自動控制。

    首先，把高純度的多晶硅原料放入高純石英坩堝，通過石墨加熱器產生的高溫將其熔化；然后，對熔化的硅液稍做降溫，使之產生一定的過冷度，再用一根固定在籽晶軸上的硅單晶體（稱作籽晶）插入熔體表面，待籽晶與熔體熔和后，慢慢向上拉籽晶，晶體便會在籽晶下端生長；接著，控制籽晶生長出一段長為100mm左右、直徑為3～5mm的細頸，用于消除高溫溶液對籽晶的強烈熱沖擊而產生的原子排列的位錯，這個過程就是引晶；隨后，放大晶體直徑到工藝要求的大小，一般為75～300mm，這個過程稱為放肩；接著，突然提高拉速進行轉肩操作，使肩部近似直角；然后，進入等徑工藝，通過控制熱場溫度和晶體提升速度，生長出一定直徑規格大小的單晶柱體；最后，待大部分硅溶液都已經完成結晶時，再將晶體逐漸縮小而形成一個尾形錐體，稱為收尾工藝。這樣一個單晶拉制過程就基本完成，進行一定的保溫冷卻后就可以取出。
     直拉法，也叫切克勞斯基（J.Czochralski）方法。此法早在1917年由切克勞斯基建立的一種晶體生長方法，用直拉法生長單晶的設備和工藝比較簡單，容易實現自動控制，生產效率高，易于制備大直徑單晶，容易控制單晶中雜質濃度，可以制備低電阻率單晶。據統計，世界上硅單晶的產量中70%～80%是用直拉法生產的。

 

     單晶硅生長爐的特點

     HD系列硅單晶爐的爐室采用3節設計。上筒和上蓋可以上升并向兩邊轉動，便于裝料和維護等。爐筒升降支撐采用雙立柱設計，提高穩定性。支撐柱安裝在爐體支撐平臺的上面，便于平臺下面設備的維護。爐筒升降采用絲杠提升技術，簡便干凈。

     全自動控制系統采用模塊化設計，維護方便，可靠性高，抗干擾性好。雙攝像頭實時采集晶體直徑信息。液面測溫確保下籽晶溫度和可重復性。爐內溫度或加熱功率控制方式可選，保證控溫精度。質量流量計精確控制氬氣流量。高精度真空計結合電動蝶閥實時控制爐內真空度。上稱重傳感器用于晶棒直徑的輔助控制。伺服電機和步進電機的混合使用，即可滿足轉動所需的扭矩，又可實現轉速的精確控制。質量流量計精確控制氬氣流量。

     自主產權的控制軟件采用視窗平臺，操作方便簡潔直觀。多種曲線和數據交叉分析工具提供了工藝實時監控的平臺。完整的工藝設定界面使計算機可以自動完成幾乎所有的工藝過程。

     加熱電源采用綠色縱向12脈沖直流電源。比傳統直流電源節能近15%。

     特殊的溫場設計使晶體提拉速度提高20-30%。

     江南電力光伏科技有限公司

     江南電力光伏科技有限公司，公司引進消化吸收國外先進技術研發環保清潔可再生新能源產品——太陽能光伏發電站和風力發電站的相關設備。其中硅單晶生長爐設備有兩大系列三個品種，具有自主知識產權。生產的單晶硅生長爐（TDR85/95/105-JN）

單晶硅生長爐（TDR85/95/105-JN）

     TDR—JN系列全自動晶體生長爐具有自主知識產權，是采用直拉法生長P型或N型單晶硅材料的專用設備。裝料量從95Kg～150Kg，可拉制6"～12"電路級和太陽能級單晶硅棒。

     上虞晶盛機電工程有限公司

     上虞晶盛機電工程有限公司是一家專業從事半導體材料生產設備的設計、制造和調試的股份制企業。通過人才引進，公司擁有一批高、中級專業技術型的研發設計人員和經營管理人才，具有獨立自主的產品設計開發能力和相當規模的生產能力。

     公司依托浙江大學機械電子控制工程研究所的高科技優勢，通過與浙江大學國家大學科技園杭州慧翔電液技術開發有限公司合作，共同開發出擁有自主知識產權的ZJS系列TDR80A，TDR80B，TDR85A，TDR95A型全自動晶體生長爐，并形成批量生產。

     中國西安理工大學研究所

     國內以西安理工大學的晶體生長設備研究所為代表，自61年起開始生產晶體生長設備。主要產品有TDR-62B、TDR-70B、TDR-80。上虞晶盛機電工程有限公司是國內單晶硅生長爐行業的后起之秀，自主研發了真正的全自動控制系統，產品迅速占領了IC級硅材料行業和高端太陽能行業，主要產品有TDR80A-ZJS、TDR80B-ZJS、TDR80C-ZJS、TDR85A-ZJS、TDR95A-ZJS、TDR112A-ZJS。

     美國KAYEX公司

     國外以美國KAYEX公司為代表，生產全自動硅單晶體生長爐。KAYEX公司是目前世界上最大，最先進的硅單晶體生長爐制造商之一。KAYEX的產品早在80年代初就進入中國市場，已成為中國半導體行業使用最多的品牌。該公司生長的硅晶體生長爐從抽真空－檢漏－熔料－引晶－放肩－等徑－收尾到關機的全過程由計算機實行全自動控制。晶體產品的完整性與均勻性好，直徑偏差在單晶全長內僅±1mm。主要產品有CG3000、CG6000、KAYEX100PV、KAYEX120PV、KEYEX150，Vision300型，投料量分別為30kg、60kg、100kg、120kg、150kg、300kg。