直拉單晶石墨熱場(chǎng)經(jīng)過熱屏與氣體導(dǎo)流設(shè)備優(yōu)化、斜面反射與間隙填充規(guī)劃、原料與結(jié)構(gòu)精密匹配及供電與發(fā)熱區(qū)科學(xué)規(guī)劃，明顯提升了單晶硅生長(zhǎng)的功率、質(zhì)量與穩(wěn)定性，一起下降了能耗與生產(chǎn)成本。具體結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)如下：
一、熱屏與氣體導(dǎo)流設(shè)備優(yōu)化
      斜面反射規(guī)劃：熱屏外層與內(nèi)層之間設(shè)有間隙，并采用斜面反射角度，使得熱輻射的反射率增加。這一規(guī)劃有效減少了熱量的散失，提高了熱場(chǎng)的功率。
      間隙填充石墨碳?xì)郑涸跓崞林邢虏?，外層與內(nèi)層的間隙被填充了石墨碳?xì)?，這進(jìn)一步增加了熱屏的絕熱作用。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，采用這種規(guī)劃后，保持1420℃的拉制條件所需的能耗從每小時(shí)70~75kW·h下降至60~65kW·h，節(jié)能超越10%。
      溫度梯度優(yōu)化：填充石墨碳?xì)诌€改變了單晶生長(zhǎng)時(shí)的晶體縱向溫度梯度，使得拉速增加0.05mm/min，從而提高了設(shè)備的生產(chǎn)產(chǎn)能，下降了生產(chǎn)成本。
二、原料與結(jié)構(gòu)精密匹配
      高純等靜壓石墨使用：熱場(chǎng)的加熱器、坩堝支撐和熱屏等關(guān)鍵部件均選用高純等靜壓石墨原料。這種原料具有杰出的導(dǎo)電功用、抗形變強(qiáng)度、導(dǎo)熱功用和硬度，可以滿意不同部件在高溫條件下的功用需求。
      部件原料差異化挑選：依據(jù)部件的功用需求，進(jìn)一步細(xì)化原料挑選。例如，加熱器挑選抗拉伸強(qiáng)度較大的石墨，以保證在通電發(fā)熱時(shí)不會(huì)產(chǎn)生形變；坩堝支撐挑選硬度和導(dǎo)熱系數(shù)較大的石墨，以最大限度地將熱量傳導(dǎo)至石英坩堝；熱屏則挑選顆粒小且需求純化處理的石墨，以防止在硅單晶生長(zhǎng)過程中對(duì)硅熔體產(chǎn)生污染。
三、供電與發(fā)熱區(qū)科學(xué)規(guī)劃
      供電方式優(yōu)化：為了提高熱輻射作用，加熱器發(fā)熱區(qū)被規(guī)劃為彎曲圓筒狀，并經(jīng)過石墨螺釘將加熱器底部支撐與單晶爐電極固定銜接，接入直流電源。依據(jù)熱場(chǎng)尺度的不同，支撐數(shù)量可調(diào)整為兩個(gè)或四個(gè)，以保證加熱器的穩(wěn)定性和電阻值的匹配性。
      發(fā)熱區(qū)尺度準(zhǔn)確操控：加熱器發(fā)熱區(qū)的尺度數(shù)據(jù)是計(jì)算規(guī)劃的要點(diǎn)。經(jīng)過準(zhǔn)確操控加熱器內(nèi)徑、外徑和發(fā)熱區(qū)高度等參數(shù)，保證石英坩堝內(nèi)的多晶硅料整體處于高溫狀況，從而滿意熔晶流程的需求。例如，加熱器發(fā)熱區(qū)高度一般規(guī)劃為石英坩堝高度的1.2~1.5倍。