Единична кристална пещ е устройство, което използва aграфитен нагревателза разтопяване на поликристални силициеви материали в среда от инертен газ (аргон) и използва метода на Чохралски за отглеждане на недислокирани монокристали. Състои се основно от следните системи:
Механична трансмисионна система
Механичната трансмисионна система е основната операционна система на монокристалната пещ, която е отговорна главно за контролирането на движението на кристалите итигели, включително повдигането и въртенето на зародишните кристали и повдигането и въртенето натигели. Той може точно да регулира параметри като позицията, скоростта и ъгъла на въртене на кристалите и тигелите, за да осигури гладкото протичане на процеса на растеж на кристалите. Например, в различни етапи на растеж на кристали, като зародиш, шия, рамена, растеж с еднакъв диаметър и опашка, движението на зародишните кристали и тигелите трябва да се контролира точно от тази система, за да отговори на изискванията на процеса за растеж на кристали.
Система за контрол на температурата на отопление
Това е една от основните системи на монокристалната пещ, която се използва за генериране на топлина и прецизен контрол на температурата в пещта. Състои се главно от компоненти като нагреватели, температурни сензори и температурни контролери. Нагревателят обикновено е изработен от материали като графит с висока чистота. След като променливият ток се трансформира и намали, за да увеличи тока, нагревателят генерира топлина за стопяване на поликристални материали като полисилиций в тигела. Температурният сензор следи температурните промени в пещта в реално време и предава температурния сигнал към температурния контролер. Температурният контролер контролира прецизно мощността на нагряване според зададените температурни параметри и обратния температурен сигнал, като по този начин поддържа стабилността на температурата в пещта и осигурява подходяща температурна среда за растеж на кристали.
Вакуумна система
Основната функция на вакуумната система е да създава и поддържа вакуумна среда в пещта по време на процеса на растеж на кристалите. Въздухът и примесните газове в пещта се извличат чрез вакуумни помпи и друго оборудване, за да накарат газовото налягане в пещта да достигне изключително ниско ниво, обикновено под 5TOR (torr). Това може да предотврати окисляването на силициевия материал при високи температури и да гарантира чистотата и качеството на растежа на кристалите. В същото време вакуумната среда е благоприятна и за отстраняване на летливи примеси, генерирани по време на процеса на растеж на кристала, и подобряване на качеството на кристала.
Аргонова система
Аргоновата система играе роля в защитата и регулирането на налягането в пещта в монокристалната пещ. След вакуумиране газът аргон с висока чистота (чистотата трябва да бъде над 6 9) се напълва в пещта. От една страна, той може да предотврати навлизането на външен въздух в пещта и да предотврати окисляването на силициевите материали; от друга страна, пълненето с газ аргон може да поддържа стабилно налягането в пещта и да осигури подходяща среда под налягане за растеж на кристали. В допълнение, потокът от газ аргон може също да отнеме топлината, генерирана по време на процеса на растеж на кристалите, като играе определена охлаждаща роля.
Система за водно охлаждане
Функцията на системата за водно охлаждане е да охлажда различните високотемпературни компоненти на монокристалната пещ, за да осигури нормалната работа и експлоатационния живот на оборудването. По време на работата на монокристалната пещ, нагревателят,тигел, електрод и други компоненти ще генерират много топлина. Ако не се охладят навреме, оборудването ще прегрее, ще се деформира или дори ще се повреди. Системата за водно охлаждане отнема топлината на тези компоненти чрез циркулация на охлаждаща вода, за да поддържа температурата на оборудването в безопасен диапазон. В същото време системата за водно охлаждане може също да помогне при регулиране на температурата в пещта, за да се подобри точността на контрола на температурата.
Електрическа система за управление
Електрическата система за управление е „мозъкът“ на монокристалната пещ, отговорен за наблюдението и контрола на работата на цялото оборудване. Той може да получава сигнали от различни сензори, като температурни сензори, сензори за налягане, сензори за позиция и т.н., и да координира и управлява механичната трансмисионна система, системата за контрол на температурата на нагряване, вакуумната система, аргоновата система и системата за водно охлаждане въз основа на тези сигнали. Например, по време на процеса на растеж на кристала, електрическата система за управление може автоматично да регулира мощността на нагряване според температурния сигнал, върнат обратно от температурния сензор; според растежа на кристала, той може да контролира скоростта на движение и ъгъла на въртене на зародишния кристал и тигела. В същото време системата за електрическо управление също има функции за диагностика на неизправности и алармени функции, които могат да открият необичайни условия на оборудването навреме и да осигурят безопасна работа на оборудването.
Време на публикуване: 23 септември 2024 г