一、本生产性实训室训练项目
1．直拉单晶硅的工艺设计
2．直拉单晶炉的机械系统操作
3．单晶炉电气控制系统操作
4．单晶硅的拉制工艺操作（从装炉、抽真空、检漏、充氩、融化、引晶、放肩、转肩、等径生长、收尾、拆炉）
5．单晶炉常见突发事故的处理。
二、直拉单晶炉组成系统
直拉单晶炉分为机械系统和电气系统两大部分，其中机械部分包括炉体、热系统、液压系统、真空系统、充气系统、水冷系统；电气部分包括速度控制单元、加热控制单元、等径生长控制器、水温巡检及状态报警、继电控制单元、加热温度控制器及三相全桥功率部件。
直拉炉的热系统用高纯石墨和碳毡制作而成，也有的用碳/碳复合材料制作。热系统包括加热器、保温罩、保温盖、托杆、托碗、电极、热屏（导流筒）等。炉内液体对流的方式有：自然对流、晶转引起的对流、埚转引起的对流、表面张力差引起的对流、晶体生长引起的对流。
三、单晶硅的拉晶工艺步骤
1、拆炉、装炉
进入工作室必须穿戴好工作服、工作帽，拆炉前带好口罩，准
备好拆炉用品，如：无尘布等。首先，放气将炉内放入空气或通入氩气，使炉内的真空降低至常压。升起副炉室，缓慢旋转至炉体右侧，降下晶体，将晶体小心降入运送车内，并加装绑链，然后用钳子在缩颈的最细部位将籽晶剪断，晶体就取下来了，其次，取出热屏、保温罩、热屏支撑环置于不锈钢台车上。取出石英坩埚和锅底料放入底料收集箱里，并表明炉次，取出加热器、石墨电极、石英护套、炉底护盘、坩埚轴护套等置于车台上，然后用毛巾沾无水乙醇擦干净炉壁，按清洗抽气管道、换真空泵油及清洗真空泵。第三，将清理干净的石墨器件装回单晶炉内，第四，检查高纯石英坩埚内的质量，未发现异常，可装入石墨坩埚内，石英坩埚要装正，对中，如果太紧太松更换石英坩埚。
2、装料
装炉是只装入石英坩埚等所有拉晶必须的原辅材料，为拉制单晶做准备，原辅材料都经过严格烘干的，要带上无尘纯净手套，装入石英坩埚，装入掺杂剂，装入硅料。硅料放在坩埚内要稳定，不滚动，大小搭配，互相之间既不过紧，又不松散，各得其所。装入大半以后，上面的硅料注意不得紧贴锅壁，最好点接触，留有小间隙，避免熔化时发生挂边。
装入石英坩埚 放入母合金
3、装籽晶
将定向、腐蚀、清洗、烘干好的籽晶装入籽晶夹头，籽晶一定要装正，装牢，否则，晶体生长方向偏离要求晶面，可能拉晶时籽晶脱落，发生事故。
4、熔硅（化料）
按规定时间和流量通入高纯氩气后，转动坩埚轴0.5-2转/分，开启加热功率按钮，使加热功率分3-4次升到熔硅的最高温度1500℃，炉内微红时，通过窥视孔注意观察是否打火或其他不正常的现象，熔硅的整个过程都要细致观察，是否挂边，搭桥、蛙跳等异常现象，当大部分固体硅熔化、液面余一块直径约50毫米硅块时，降温到引晶温度，升坩埚至工艺规定的引晶温度，升坩埚至工艺规定的引晶位置，降籽晶轴，使籽晶头离熔硅面约10毫米，再检查氩气流量、坩埚初始位置、引晶功率、将坩埚转至8转/分或规定值，将籽晶轴转至15转/分或规定值。
剩一小块未熔化 全部熔化
5、熔接
多晶硅会全部熔完后，将籽晶轴使籽晶与熔硅接触，籽晶周围逐渐出现光圈，最后光圈变圆。若籽晶是方形，籽晶和熔硅接触的四条棱变成针状，面上呈圆弧形，当光圈变圆且圆弧直径略小于籽晶断面直径时，说明熔接良好，可拉籽晶，引晶结束后，引晶的籽晶相当于在硅熔体中加入一定定向晶核，使晶体按晶核方向定向生长，制的所需要晶向的单晶，同时晶核使晶体能在过冷度小的熔体中生长。
6、缩颈
引出单晶后，开始缩颈过程，缩颈是为了排除熔接时产生位错，熔接时，由于籽晶和熔硅温差大，高温的熔硅对籽晶造成强烈的热冲击，籽晶头部产生大量的位错，通过缩颈，使晶体在生长中将位错“缩掉”，成为无位错单晶，慢缩颈生长速度为0.8-2毫米/分，温度较高，快缩颈生长速度为2-8毫米/分，温度较低。
7、放肩和转肩
细颈达到150毫米或规定长度后，晶棱完整不断，可逐渐降拉速至0.5毫米/分，使细颈逐渐长大到规定的直径，称为放肩，为了转肩后晶体不会缩小，可以预先降温，等放肩完，温度差不多反应过来，就不会缩小了，光圈由开到闭合的过程就是转肩。
放肩 转肩
8、等直径生长、收尾
硅单晶等直径生长中，随单晶长度的不断增加，单晶的散热表面积也越大，散热速度也越快，单晶长度的不断增加，熔硅则逐渐减少，坩埚内熔硅液面也逐渐下降，熔硅液面越来越近，加热器的高温区，单晶生长界面温度越来越高，使单晶编细，要保持单晶的等径生长，加热功率的增加或减少，在单晶等直径生长过程中，为了减少降温幅度或不降温，逐渐降低拉速，连续升高坩埚，单晶拉完后，由于热应力作用，尾部会产生大量位错，沿着单晶向上延伸，延伸的长度约等于单晶尾部的直径，单晶尾部直径大，位错向上延伸的长，单晶成品率会降低，因此缩小尾部的直径。
等直径生长 收尾