ICS25.180.10 K61 备案号：47253—2014
中华人民共和国机械行业标准
JB/T12067—2014
TDL-GX硅芯生长炉
TDL-GX silicon core growing furnace
2014-07-09发布
2014-11-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 中华 人民共和 国
机械行业标准 TDL-GX硅芯生长炉
JB/T12067—2014
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机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
中
210mm×297mm·0.75印张·23千字
2014年12月第1版第1次印刷
定价：15.00元
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书号：15111·12296 网址：http://www.cmpbook.com 编辑部电话：（010）88379778 直销中心电话： （010）88379693
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版权专有 侵权必究 JB/T12067-2014
目 次
前言范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4产品分类. 4.1型号和规格 4..2型号含义. 4.3主要参数.. 5技术要求 5.1一般要求. 5.2对设计和制造的补充要求 5.3性能要求. 5.4成套要求. 6试验方法 6.1一般要求 6.2 压升率测量 6.3 运动参数相对偏差测量 6.4速度百分偏差测量 6.5爬行量的测量 7检验规则 8 标志、包装、运输和贮存
H
订购与供货
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表1硅芯炉的型号及规格 JB/T12067-2014
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业电热设备标准化技术委员会（SAC/TC121）归口。 本标准起草单位：西安电炉研究所有限公司、西安理工晶体科技有限公司、陕西天宏硅材料有限责
任公司、国家质量监督检验中心、中冶电炉工程技术中心、陕西省电炉工程技术研究中心。
本标准起草人：陈巨才、朱琳、薛涛、袁芳兰、黄奎刚、宋安宁。 本标准为首次发布。
II JB/T12067—2014
TDL-GX硅芯生长炉
1范围
本标准规定了对TDL-GX硅芯生长炉（简称硅芯炉）产品的型号品种规格、技术要求、试验方法、 检验规则、标志、包装、运输、贮存及订购和供货等。
本标准适用于高频感应加热、采用基座法生长硅基发热载体的设备。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的文件，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（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB150-2011压力容器 GB/T2900.232008 电工术语工业电热装置 GB/T10066.12004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/T10067.1一2005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：问接电阻炉
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
硅芯生长炉 silicon core growing furnace 在纯净惰性气氛下，或在保护气氛低正压条件下，以高频感应加热，采用基座法生长硅芯的工业电
热设备。 3.2
多晶multicrystalline/polycrystalline 一种含有大角度晶界或李晶界的晶体材料。
3.3
多晶硅multicrystalline silicon 硅元素的多晶体形态，多晶硅以其物理纯度和使用方向可分为太阳能级SG（SolarGrade）和电子
级EGCElectronicGrade），SG纯度通常为5N~8N即99.999%～99.999999%），而EG纯度通常为9N~ 11N（即99.9999999%~99.999999999%）。 3.4
硅芯 silicon core 种用于西门子反应器（钟罩）沉积生长多晶硅的硅基发热载体。
3.5
西门子法siemensmethod 在西门子反应器中，纯三氯氢硅与纯氢混合，高温下发生还原或热分解反应沉积生长多晶硅的工艺
1 JB/T12067-2014
技术：第四代西门子法已形成完整的闭路循环工艺。是当今生产高纯多晶硅的主要方法之一 3.6
感应加热基座法induction-heatedpedestal growth 将置于基座轴上的原料棒采用感应加热，将原料棒区域熔化形成小熔区生长品体的方法。
3.7
提拉轴（上轴） puller shaft 实现晶体生长提拉的运动杆件，用于固定已确定品向的籽晶（或无晶向的晶种）的夹持机构
3.8
基座轴（下轴） pedestal shaft 用于固定原料棒，实现晶体生长熔池液面自动跟踪的运动杆件。
3.9
工作室尺寸dimensions of working chamber 硅芯炉设计时规定并在图样上标明的晶体生长室的空间尺寸，用其内径和高度表示。
产品分类
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4.1 型号和规格
硅芯炉按工作室内径尺寸分为多个型号，见表1。
表1硅芯炉的型号及规格
单位为厘米
型号 TDL-GX31 TDL-GX36 TDL-GX40
工作室内径
31 36 40
4.2型号含义
示例： TD L-GX 31 A 型号中： TD特种工业电炉； L感应加热： GX硅芯炉： 31—工作室内径： A-改型代号。
4.3主要参数
在企业产品标准中对各个型号的硅芯炉应分别列出以下各参数： a）电源电压：单位为伏（V）： b）电源频率：单位为赫（Hz）； c）电源相数； d）加热功率：单位为千瓦（kW)；
2 JB/T12067—2014
e）原料棒规格（多晶硅）：单位为毫米（mm） f）成品规格（硅芯）：单位为毫米（mm）； g）极限真空度：单位为帕（Pa）： h）工作真空度：单位为帕（Pa）； i）压升率：单位为帕每小时（Pa/h）； j）空炉抽气时间：单位为分（min），抽空时间控制不超过3min： k）充气压力：单位为兆帕（MPa），一般控制在0.2MPa； 1）提拉轴拉速范围：单位为毫米每分（mm/min） m）提拉轴炉内有效行程：单位为毫米（mm）； n）提拉轴快速升降范围：单位为毫米每分（mm/min）： o）基座轴升降速度范围：单位为毫米每分（mm/min）； p）基座轴炉内有效行程：单位为毫米（mm）； q）基座轴快速升降范围：单位为毫米每分（mm/min）； r）基座轴转速范围：单位为转每分（r/min） s）保护气体耗量：单位为升每小时（L/h）； t）冷却水耗量：单位为立方米每小时（m/h）； u）主炉室尺寸：单位为厘米（cm）； v）主机重量：单位为吨（t) w）主机外形尺寸：长×宽×高，单位为毫米（mm）。
5技术要求
5.1一般要求
硅芯炉应符合GB10067.1—2005中第5章的规定。 5.2对设计和制造的补充要求 5.2.1总体要求
硅芯炉主要由主机（包括炉体、硅芯提拉系统、上升及旋转系统）及抽气系统、充气系统、水冷系统、加热电路电源、控制装置等组成。
硅芯炉的炉体通常由主炉室（生长室）、副炉室（提拉室）组成。炉体通常为内热式水冷炉壁结构。 在硅芯炉通电加热前，抽气系统应能把炉室抽到预定的真空度，实现高纯情性保护气体与空气的高
效置换，并保证其产品在生产过程中不被氧化。在加热阶段，输入功率应能实现动态调节，并设有排气系统。 5.2.2材料
所有处于炉室内的材料应适应设计规定的气氛、真空度、温度及相关产品对材质的要求，并在该环境下保持稳定的成分和性能。 5.2.3工作电压
硅芯炉的工作电压在企业产品标准中规定。在工作电压范围内和正常工作条件下，炉内应不产生火花放电。
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5.2.4炉壳
炉壳应采用水冷结构。简体、炉门的设计和制造应符合GB150--2011的规定。 炉壳内表面应光洁平滑。内壁应用不锈钢材料制成。
5.2.5炉室
硅芯炉的加热系统应根据长晶工艺要求或可由用户自行设计制造。 炉室的设计应把热胀冷缩引起的变形，以及通过绝热层的热损失限制到最小程度。 硅芯炉加热元件的引出部分应确保真空密封和正常工作，并用水冷却。
5.2.6水冷系统
水冷系统应能使炉壳的筒体和炉门的表面温升不超过5.3.5的规定，同时在水压不足或压力过高时应有指示或报警信号。 5.2.7抽气系统
硅芯炉的抽气系统由真空泵、管道、阀门、冷阱、控制系统、真空计等组成。系统中应装有自动阀门，以便在发生停电事故时自动关闭，防止空气和真空泵油进入炉内。 5.2.8充气系统
硅芯炉的充气系统通常是由气体流量控制单元来实现，并应具备安全防爆装置，在硅芯炉产品标准中可具体规定不同的充气压力数值，并设置有快速充气控制系统。 5.2.9测量、控制、记录 5.2.9.1一般要求
硅芯炉的测量控制和记录应符合GB/T10067.1的5.2.9中除5.2.9.6外的各项规定和以下补充规定。 5.2.9.2控制系统
硅芯炉应配备专门的控制柜，用来安装仪器、仪表和控制元件等。控制系统应配备速度控制单元温度控制单元，冷却水温度显示、报警和运行状态报警装置以及继电控制单元等。 5.2.9.3炉温控制系统
硅芯炉的炉温控制系统通过阴极电压、灯丝停、灯丝开、高压停、高压开、急停按钮和功率调整电位器对高频电源进行控制。对温度控制器如有不同要求可按9.2提出。 5.2.9.4真空仪表
硅芯炉应配备真空测量仪，用来测量0.01Pa10kPa的真空度 5.2.9.5自动化水平
硅芯炉应采用计算机控制。产品的主要技术功能（速度控制、温度控制、硅芯抓取与卸放等）应完善可靠。硅芯炉应具备同时拉制1根或多根硅芯的能力：硅芯转盘应设1个或多个工位：硅芯炉应具备硅芯自动抓取与卸放及加热熔区图像监控功能。整个硅芯拉制过程可为用户提供使用方便，人机交互界面友好、实现自动化控制的软件。
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