悬浮区熔单晶炉(float zone crystal growth furnace)
用于悬浮区熔提纯与悬浮单晶生长的装置。主要用于区熔硅的提纯和单晶生长，已用于工业生产半导体材料。结构由两部分组成，即炉室和机械传动部分以及电气控制柜和高频发生器部分。炉室为一不锈钢水套式直立容器，可抽高真空或通入流动氩气。从炉室顶底端各插入上轴和下轴，上轴下端夹持一根多晶硅棒，下轴顶端夹持一籽晶。炉室中央装设一单匝高频加热线圈。上下轴可分别旋转和升降。电气控制柜上装有指示仪表、调速旋钮、按钮开关。柜内装有电机控制系统等。高频发生器的频率为2～2．5MHz、功率为40～60kw。炉子结构如图所示。
悬浮区熔单晶炉20世纪50年代时的区熔炉多为多匝线圈石英管外热式炉，直径小(φ≤20mm)。60年代以后演变为单匝线圈、不锈钢炉室内热式炉，采用高纯流动氩气氛，单晶直径增至50mm。70年代，单晶的直径达76．2mm，同时炉室中增设了晶体夹持机构，因此避免了区熔长的单晶时会出现硅棒歪倒、熔区流失的事故。解决了生长大直径长单晶的技术问题。80年代以来，能大量生产夺100～125mm单晶的大型区熔炉已被应用于硅材料的生产中。也有少数设备利用计算机控制拉晶过程。目前拉制十150mm的大型区熔炉也已试制出来。使用高真空区熔炉可在高真空下进行硅棒的区域提纯；以制备特高阻的单晶硅。
现代区熔炉的特点：(1)高大的不锈钢炉室，炉子总高度达到7～8m以上。(2)上下轴行程长达1．5～2m，可生产长单晶。(3)特殊设计的单匝高频线圈，甚至有活动可分离式线圈。(4)高频发生器功率达60kw以上，振荡频率为2～2．5MHz。(5)自动化程度高，采用计算机进行数据采集和处理。(6)具有晶体夹持机构。(7)电极筒为移动式的。(8)具有高纯氩循环使用系统和冷却水循环系统。
