单晶炉热场结构试卷

单晶热场结构试卷

一、填空题

1.热场的优劣对单晶硅的质量有很大影响。合适的热场，能够生长出高质量的单晶。不好的热场容易使单晶变成多晶，或者根本无法引晶。

2.直拉单晶炉的热系统，也就是所谓的热场，是指为了熔化硅料，并使单晶生长保持在一定温度下进行的整个系统。

3.加热器是热场中很重要的部件，是直接的发热体，温度最高的时候可以达到1600℃以上。 4.加热器、电极的材质是高纯石墨

5.硅单晶分厂CZ1#厂房所用加热器的形状是直筒式。 6.三瓣埚也称石墨坩埚，是用来盛放石英坩埚。

7.加热器上的连接孔，是利用石墨螺栓来连接石墨电极的。

8.石墨电极的作用，一是平稳地支撑加热器，二是通过它对加热器加热。 9.CZ1#厂房的保温罩有3种，分为上保温罩、中保温罩和下保温罩。 10.坩埚托杆、坩埚托盘共同构成了石墨坩埚的支撑体， 11.保温盖由保温上盖、保温碳毡和保温下盖组成。 12.热场的安装顺序是由下到上、由内到外。 13.温度梯度是指单位距离内温度的变化率。

?dT?dy?dT15. ??dy14. ???dT?为晶体的纵向温度梯度，??为晶体的径向温度梯度。 ?dr??S?S??dT?为熔体的纵向温度梯度，???为熔体的径向温度梯度。

?dr?L?L?dT??dT?16. ?为生长界面处的纵向温度梯度， ??为生长界面处的径向温度梯度。 ??dr?S?L?dy?S?L二、单项选择题

1.加热器是的材质是 （A） A 高纯石墨 B高纯石英 C陶瓷 D石棉 2.三瓣埚也称 （B）

A 石英坩埚 B 石墨坩埚 C 坩埚托杆 D 坩埚托盘 3.??dT??是指 （D） ?dr?SA 晶体的纵向温度梯度 B 熔体的径向温度梯度 C 熔体的纵向温度梯度 D 晶体的径向温度梯度

4.??dT??是指 （A） ?dy?SA 晶体的纵向温度梯度 B 熔体的径向温度梯度 C 熔体的纵向温度梯度 D 晶体的径向温度梯度 5.??dT?? 是指 （C） dy??LA 晶体的纵向温度梯度 B 熔体的径向温度梯度 C 熔体的纵向温度梯度 D 晶体的径向温度梯度 6.??dT?? 是指 （B） ?dr?LA 晶体的纵向温度梯度 B 熔体的径向温度梯度 C 熔体的纵向温度梯度 D 晶体的径向温度梯度 7.??dT?? 是指 （A） ?dy?S?LA 生长界面的纵向温度梯度 B 熔体的径向温度梯度 C 熔体的纵向温度梯度 D 生长界面的径向温度梯度 8.??dT?? 是指 （D） ?dr?S?LA 生长界面的纵向温度梯度 B 熔体的径向温度梯度 C 熔体的纵向温度梯度 D 生长界面的径向温度梯度 9.热场也称（A）

A 温度场 B磁场 C电场 D电磁场

10.静态热场中，沿着加热器中心轴线测量，也就是纵向方向，（A） A 中心温度最高 B中心温度最低 C没有最高温度 D没有中心温度 11. 静态热场中，沿着加热器径向方向，（B）

A 中心温度最高 B中心温度最低 C没有最高温度 D没有中心温度 12.石墨托杆和石墨托盘是用来支撑 （B） A 石英坩埚 B石墨坩埚 C 中保温罩 D加热器 13.石墨坩埚是用来盛放 （A）

A 石英坩埚 B原料 C加热器 D石墨托盘 14.晶体生长过程中，结晶界面处的径向温度梯度??dT??是变化的，在头部，结晶界面 ?dr?S?L呈现（A）

A凸型 B平坦 C凹形 D直角型

15.晶体生长过程中，结晶界面处的径向温度梯度?呈现（B）

A凸型 B平坦 C凹形 D直角型

16.晶体生长过程中，结晶界面处的径向温度梯度?呈现（C）

A凸型 B平坦 C凹形 D直角型 17.压环是放在什么部件的上面 （A） A 保温盖 B上保温罩 C导流筒 D加热器

18.晶体生长过程中，单晶硅的纵向温度梯度，离生长界面越远 （A） A 温度越低 B温度越高 C温度呈抛物线 D温度时高时低 19.CZ1#厂房中，加热器的形状是 （B） A球形 B直筒式 C杯状 D螺旋状 20 用来连接加热器和石墨电极的是 （A） A 石墨螺栓 B石英环 C石墨托杆 D电极护套 三、多项选择题

1.热场的安装顺序是 （AC）

A 由下到上 B 由上到下 C 由内到外 D 由外到内 2.保温盖是否下列哪些组成 （ABC）

A 保温上盖 B保温下盖 C 保温碳毡 D压环 3.石墨螺栓是用来连接 （AB）

?dT??是变化的，在中部，结晶界面 ?dr?S?L?dT??是变化的，在中部，结晶界面 ?dr?S?LA 加热器 B石墨电极 C石英环 D托杆护套 4.热场的纵向温度梯度有（ABC） A ??dT??dT??dT??dT? B CD???????

?dy?S?dy?L?dy?S?L?dr?L5. 热场的径向温度梯度有（ABD） A ??dT??dT??dT??dT? B CD?? ?????dr?S?L?dr?S?dr?L?dy?S?L?6.热场有 （AB）

A静态热场 B动态热场 C电场 D磁场 7安装石墨电极时， （ABC）

A必须左右对齐 B处在同一水平面上 C不可倾斜 D可以倾斜 8.石墨电极的作用，（AB）

A 用来平稳加热器 B 通过他对加热器加热 C用来连接加热器 D用来防止漏硅 9.CZ1#厂房的保温罩分为 （ABC）

A 上保温罩 B中保温罩 C下保温罩 D保温盖 10.石墨坩埚是由什么支持的?（AB）

A 石墨托杆 B 石墨托盘 C加热器 D下保温罩 四、判断题

1.石墨坩埚即三瓣埚，一定是三瓣合体的。 （×） 2.每次拆炉后，都要例行检查同心度。（√） 3.安装热场时，托碗必须与坩埚轴对中（√） 4.安装热场时，加热器必须与托碗对中（√） 5.安装热场时，保温罩不需要与加热器对中。（×） 6.安装热场时，保温盖不需要与加热器对中。（×） 7.热场也称温度场。 （√） 8.新的热场只需要煅烧一次。（×） 9.热场用过之后，再也不需要煅烧。（×） 10.晶体生长过程中， 五、简答题

1．硅单晶分厂CZ1#厂房是使用的热场是由那些部件组成(写出至少10个)？

答：加热器、石墨电极、上保温罩、中保温罩、下保温罩、三瓣埚（石墨坩埚）、石墨托杆、石墨托盘、导流筒、保温盖、压环、石墨螺栓等等。

2.温度梯度的定义？??dT??dT??dT??dT??dT??dT?、、、、、??分别表示？ ??????????dy?S?dr?S?dy?L?dr?L?dy?S?L?dr?S?L答：温度梯度是指单位距离内温度的变化率。

分别表示晶体中的纵向温度梯度、径向温度梯度；熔体中的纵向温度梯度、径向温度梯度；生长界面处的纵向温度和径向温度梯度。 3.合理的热场，其温度分布应该满足如下条件？ 答：①晶体中纵向温度梯度?带走结晶潜热。

②熔体中的纵向温度梯度?生位错，造成断苞。

?dT? ?足够大，但不能过大，保证晶体生长中有足够散热能力，

dy??S?dT??比较大，保证熔体内不产生新的晶核，但是，过大容易产 ?dy?L?dT??适当的大，从而形成必要的过冷度，使单晶有足够 ?dy?S?L?dT?的生长动力，不能太大，否则会产生结构缺陷，而径向温度梯度要尽可能小，即??≈

?dr?S?L③结晶界面处的纵向温度梯度?0，使结晶界面趋于平坦。

4.描述一下静态热场的温度分布？（可画图演示）

答：沿着加热器中心轴线测量温度的变化发现加热器的中心温度最高，向上向下都是逐渐降低的，它的变化率称为纵向温度梯度，用dT/dy表示。

然后沿着轴线上某点沿着径向测量，发现温度是逐渐上升的，加热器中心最低，加热器边缘最高，成抛物线变化，它的变化率称为径向温度梯度，用dT/dr表示。

5.下图为一直直拉单晶硅的照片，请画出各段的结晶界面曲线，并说明各过程中?的变化情况？ 答：

?dT?? ?dr?S?L

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