Jednokrystalová pec je zařízení, které využívá agrafitový ohřívačk tavení polykrystalických křemíkových materiálů v prostředí inertního plynu (argon) a využívá Czochralského metodu k růstu nedislokovaných monokrystalů. Skládá se především z následujících systémů:
Mechanický převodový systém
Mechanický přenosový systém je základním operačním systémem monokrystalické pece, který je zodpovědný hlavně za řízení pohybu krystalů akelímkyvčetně zvedání a otáčení zárodečných krystalů a zvedání a otáčeníkelímky. Dokáže přesně upravit parametry, jako je poloha, rychlost a úhel natočení krystalů a kelímků, aby byl zajištěn hladký průběh procesu růstu krystalů. Například v různých fázích růstu krystalů, jako je naočkování, zužování, osazování, růst o stejném průměru a ocas, musí být pohyb zárodečných krystalů a kelímků přesně řízen tímto systémem, aby byly splněny požadavky procesu růstu krystalů.
Systém regulace teploty topení
Jedná se o jeden ze základních systémů monokrystalické pece, který se používá k výrobě tepla a přesné regulaci teploty v peci. Skládá se hlavně z komponentů, jako jsou ohřívače, teplotní senzory a regulátory teploty. Ohřívač je obvykle vyroben z materiálů, jako je vysoce čistý grafit. Poté, co je střídavý proud transformován a redukován pro zvýšení proudu, ohřívač generuje teplo pro roztavení polykrystalických materiálů, jako je polysilikon v kelímku. Teplotní senzor sleduje změny teploty v peci v reálném čase a přenáší teplotní signál do regulátoru teploty. Regulátor teploty přesně řídí topný výkon podle nastavených teplotních parametrů a zpětnovazebního teplotního signálu, čímž udržuje stabilitu teploty v peci a poskytuje vhodné teplotní prostředí pro růst krystalů.
Vakuový systém
Hlavní funkcí vakuového systému je vytvořit a udržovat vakuové prostředí v peci během procesu růstu krystalů. Vzduch a nečistoty v peci jsou odsávány pomocí vývěv a dalších zařízení, aby tlak plynu v peci dosáhl extrémně nízké úrovně, obecně pod 5TOR (torrů). To může zabránit oxidaci křemíkového materiálu při vysokých teplotách a zajistit čistotu a kvalitu růstu krystalů. Zároveň vakuové prostředí také přispívá k odstranění těkavých nečistot vznikajících během procesu růstu krystalů a zlepšuje kvalitu krystalu.
Argonový systém
Argonový systém hraje roli při ochraně a regulaci tlaku v peci v monokrystalické peci. Po vysátí se do pece plní plynný argon vysoké čistoty (čistota musí být nad 6 9). Na jedné straně může zabránit vnikání vnějšího vzduchu do pece a zabránit oxidaci křemíkových materiálů; na druhé straně může plnění plynným argonem udržovat tlak v peci stabilní a poskytovat vhodné tlakové prostředí pro růst krystalů. Kromě toho může proud argonového plynu také odebírat teplo generované během procesu růstu krystalů, čímž hraje určitou roli chlazení.
Systém vodního chlazení
Funkcí systému vodního chlazení je chlazení různých vysokoteplotních součástí monokrystalické pece, aby byl zajištěn normální provoz a životnost zařízení. Během provozu monokrystalové pece, ohřívač,kelímek, elektroda a další součásti budou generovat velké množství tepla. Pokud nejsou včas ochlazeny, zařízení se přehřeje, zdeformuje nebo dokonce poškodí. Systém vodního chlazení odebírá těmto komponentům teplo cirkulující chladicí vodou, aby se teplota zařízení udržela v bezpečném rozsahu. Současně může systém vodního chlazení také pomoci při nastavování teploty v peci, aby se zlepšila přesnost regulace teploty.
Elektrický řídicí systém
Elektrický řídicí systém je „mozkem“ monokrystalické pece, která je zodpovědná za sledování a řízení provozu celého zařízení. Může přijímat signály z různých senzorů, jako jsou teplotní senzory, tlakové senzory, polohové senzory atd., a na základě těchto signálů koordinovat a řídit mechanický převodový systém, systém řízení teploty topení, vakuový systém, argonový systém a systém vodního chlazení. Například během procesu růstu krystalů může elektrický řídicí systém automaticky upravit topný výkon podle teplotního signálu přiváděného zpět teplotním senzorem; podle růstu krystalu může řídit rychlost pohybu a úhel rotace zárodečného krystalu a kelímku. Elektrický řídicí systém má zároveň také diagnostické a alarmové funkce, které dokážou včas detekovat abnormální stavy zařízení a zajistit bezpečný provoz zařízení.
Čas odeslání: 23. září 2024