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（一）内容介绍

本虚拟仿真实验分为3个模块，模块1，安全教育培训；模块2，高纯硅晶体生产工艺认识；模块3，生产操作。

模块1，安全教育培训

对高温晶体材料生产车间的安全符号含义和保护措施进行展示和考核。

（1）安全教育培训

（2）安全教育考核

（3）劳动保护用品学习

（4）安全教育考核

模块2，高纯硅晶体生产工艺认识

学习直拉单晶炉和铸锭多晶炉的生产工艺、基本结构和配件。

模块3，生产操作

在生产操作模块中，学生可选择要学习的工艺：直拉单晶工艺、普通铸造多晶硅工艺、铸造单晶硅工艺和高效铸造多晶硅工艺。

多晶硅工艺

（1）装料

依次将籽晶、头尾硅料、高纯原生硅料铺满坩埚。

（2）投炉铸锭

将装有硅料的石英陶瓷坩埚放入多晶炉中进行铸锭，完成后进行冷却脱模和切割。

（3）硅块检测

对硅块进行少子寿命和红外探伤检测，并根据检测结果对硅块进行切割。

直拉单晶工艺

（1）安装热场，装炉

首先将碳碳锅放入主炉体，在石英坩埚中装料，安装热场。

（2）抽真空、化料

（3）拉晶工艺

经引晶、放肩、转肩、等径和收尾，得到直拉单晶硅。

（4）单晶切片

（二）实验的特色和亮点

超高纯度的晶体硅包括单晶硅和多晶硅两类。单晶硅为先进芯片和单晶硅太阳能电池的主要材料；多晶硅主要用于晶硅太阳能电池。两者在制备原理上都是高温熔体下的结晶生长，然而在技术上却有提拉法和定向凝固铸锭之分，而且多晶铸锭又可以根据需要生长出普通柱状晶为主的多晶硅、类似单晶的准单晶硅、许多均匀细小晶粒的高效多晶硅。通过本虚拟实验的学习，学生可掌握直拉单晶炉和多晶硅铸锭炉的工作原理、主要参数控制方法，掌握高纯硅晶体生产主要工艺参数对高纯硅晶体质量的影响、以及主要工艺参数制定原则，学习直拉单晶硅、普通铸造多晶硅、类单晶硅和高效多晶硅的制备方案的制定和实施。同时，实验以动画的形式展示了直拉单晶硅和铸造多晶生长和凝固过程中的微观结构演变，增强学生对晶体生长的微观过程认识。