机械部分由炉体、传动系统、真空系统、充气系统、水冷系统、磁场、液压系统等组成。
1.炉体 炉体包括机架、主炉室、副炉室等部件。
图6-24 直拉单晶炉结构
（1）机架。它由铸铁底座、下立柱、上立柱组成，是炉子的支撑装置。
（2）主炉室。它是炉体的心脏，用于安装生产单晶的热系统、石英坩埚等。它由炉底盘、上炉筒、下炉筒及炉盖组成，均为不锈钢焊接而成的双层水冷结构。
① 炉底盘。它固定在铸铁底座平面上，其中心孔是坩埚轴的定位基准，孔下端与坩埚轴驱动装置连接，坩埚轴上安装托杆及托碗。炉底盘上装有两个铜电极和一个温度传感器，铜电极上端安装加热器，冷却水由铜电极下部的水套引入，石墨电极装在铜电极上部。
② 上炉筒。它可以通过电动推杆向上提起并可以向外转出，在清理炉体和热场中的污垢时，可以使用该功能；上炉筒上设有两个用于安装红外线测温仪的测温口。
③ 下炉筒。它用螺栓紧固在炉底盘上。下炉筒设有两个对称布置的真空抽气口，与主真空管道连接。
④ 炉盖。它为椭圆形封头结构，上面与隔离阀连接，正面有长方形双层水冷的观察窗，在该窗上可装望远镜，能直接测出晶体的直径，左、右侧各有一个圆形双层水冷的观察窗，左侧装有CCD相机测径系统，右侧用于二次加料装置的预留口。拉晶时各窗口需装上镀金玻璃，用于反射炉内的红外热辐射。
（3）副炉室。这是直拉单晶的接纳室；副炉室设有氩气进气口、真空抽气口及真空压力表。副炉室上部设有观察孔，用于观察籽晶夹头、调整夹头极限位置及调整充气环。副炉室装有放气阀，隔离阀、有的还有侧开门。
2.传动系统 包括主炉室升降旋转机构、炉盖升降旋转机构、坩埚轴驱动装置、籽晶升降旋转机构。
（1）主炉室升降旋转机构。通过电动推杆可使主炉室上炉筒进行升降；通过直流无刷电机驱动蜗轮减速器，带动主炉室上炉筒旋转，升降行程为700mm，升到顶部可逆时针旋转180°，在需要清洁热场时，可将上炉筒升起，方便清洁工作。
（2）炉盖升降旋转机构。由电动推杆带动炉盖以上的部位进行升降，升降行程为300mm，用于取晶棒；通过直流无刷电机驱动蜗轮减速器，带动炉盖旋转，可顺时针旋转120°；为防止误动作，设置了保险手柄，只有当保险手柄处于垂直位置时，才能进行炉盖动作。(www.xing528.com)
（3）坩埚轴驱动装置。由直流无刷电动机驱动蜗轮减速器，带动滚珠丝杠，使坩埚轴快速升降。升降密封采用不锈钢波纹管，升降速度低速为0.02～1.0mm/min，高速为160mm/min，设有手动升降机构。坩埚轴的旋转由另一台直流无刷电机驱动蜗轮减速器，再由V带驱动坩埚轴旋转。旋转密封采用磁流体密封，旋转速度为2～20r/min。
（4）籽晶升降旋转机构。籽晶升降由直流无刷电动机驱动蜗轮减速器，带动卷线辊筒。升降速度低速为0.2～10mm/min，高速为80mm/min。设有限位装置及籽晶软轴对中装置。籽晶轴旋转由直流无刷电动机V带驱动，旋转速度为2～40r/min。设有两组滑线环提供籽晶升降信号，以使旋转与升降动作协调一致。
3.真空系统 真空系统分两部分，主炉室真空系统、副炉室真空系统。
1）主炉室真空系统包括主真空泵、电磁截止阀、除尘器、安全阀、放气阀、真空计、真空管道及控制系统。主真空泵与主炉室要有隔离噪声和振动的措施，采用波纹管连接，中间砌振动隔断墙。除尘器用于过滤排气中的粉尘，保护主真空泵，除尘器中的过滤网要定期清理。
2）副炉室真空系统除没有除尘器，其他与主炉室真空系统相同。在拉晶过程中，有时要关闭主、副炉室之间的隔离阀，打开副炉室，更换籽晶或取出晶体，然后再关闭副炉室。这时必须对副炉室抽真空，这个工作由副炉室真空系统完成。
真空系统装有高、低真空检测装置，可同时测量主、副炉室真空度。冷炉极限真空度为3Pa。新炉验收时可先抽真空到极限值，关闭主真空阀1h，再看真空度上升值，真空度应小于6Pa。
4.充气系统 液态氩经蒸发器蒸发后，成为气态氩，由不锈钢洁净管道输送到单晶炉现场，再经总进气阀、气体流量计、针形调节阀进入副炉室。氩气纯度为5个“9”，在单晶硅生产中起到两个作用：一是及时携带熔体中的挥发物经真空泵排出；二是及时带走晶体表面的热量，增大晶体的纵向温度梯度，有利于单晶生长。
5.水冷系统 它由总进水管道、几个分水器、各路冷却水管及回水管道组成，各主要冷却部位均设有水温开关。冷却水采用下进上出的方式，这样可以充满整个冷却部位。总水进来后。分配到几个分水器，再分支流入各冷却部位，最后流入回水汇流器，集中进入总回水，回到循环水池中。因为循环使用，水温会逐渐升高，可用水冷机、冷却塔等散热降温；同时每天要补充一定的软水，以补偿冷却塔造成的水量损失。循环冷却水的质量要求见表6-9。
水冷系统的正常运行是十分重要的，必须随时保证各冷却部位的水路畅通，开炉时，绝对不能停水，否则，轻者会发生变晶，重者会烧坏炉体部件，如烧坏炉底、电极、坩埚轴、炉壁等。炉体温度保持在35～45℃，当水温超过50℃时，发出警报。为了避免停电损失，可备用柴油发电机，或采用双回路供电。
表6-9循环冷却水质量要求
磁场、液压系统，限于篇幅不作介绍。
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