懸浮區熔單晶爐

懸浮區熔單晶爐，是用於懸浮區熔提純與懸浮單晶生長的裝置，主要用於區熔矽的提純和單晶生長。

懸浮區熔單晶爐(float zone crystal growth furnace) 用於懸浮區熔提純與懸浮單晶生長的裝置。主要用於區熔矽的提純和單晶生長，已用於工業生產半導體材料。結構由兩部分組成，即爐室和機械傳動部分以及電氣控制櫃和高頻發生器部分。爐室為一不鏽鋼水套式直立容器，可抽高真空或通入流動氬氣。從爐室頂底端各插入上軸和下軸，上軸下端夾持一根多晶矽棒，下軸頂端夾持一籽晶。爐室中央裝設一單匝高頻加熱線圈。上下軸可分別旋轉和升降。電氣控制柜上裝有指示儀表、調速旋鈕、按鈕開關。櫃內裝有電機控制系統等。高頻發生器的頻率為2～2．5MHz、功率為40～60kw。爐子結構如圖所示。

20世紀50年代時的區熔爐多為多匝線圈石英管外熱式爐，直徑小(φ≤20mm)。60年代以後演變為單匝線圈、不鏽鋼爐室內熱式爐，採用高純流動氬氣氛，單晶直徑增至50mm。70年代，單晶的直徑達76．2mm，同時爐室中增設了晶體夾持機構，因此避免了區熔長的單晶時會出現矽棒歪倒、熔區流失的事故。解決了生長大直徑長單晶的技術問題。80年代以來，能大量生產奪100～125mm單晶的大型區熔爐已被套用於矽材料的生產中。也有少數設備利用計算機控制拉晶過程。目前拉制十150mm的大型區熔爐也已試製出來。使用高真空區熔爐可在高真空下進行矽棒的區域提純；以製備特高阻的單晶矽。
現代區熔爐的特點：(1)高大的不鏽鋼爐室，爐子總高度達到7～8m以上。(2)上下軸行程長達1．5～2m，可生產長單晶。(3)特殊設計的單匝高頻線圈，甚至有活動可分離式線圈。(4)高頻發生器功率達60kw以上，振盪頻率為2～2．5MHz。(5)自動化程度高，採用計算機進行數據採集和處理。(6)具有晶體夾持機構。(7)電極筒為移動式的。(8)具有高純氬循環使用系統和冷卻水循環系統。