En enkelt krystal ovn er en enhed, der bruger engrafit varmelegemeat smelte polykrystallinske siliciummaterialer i et inert gas (argon) miljø og bruger Czochralski-metoden til at dyrke ikke-dislokerede enkeltkrystaller. Det er hovedsageligt sammensat af følgende systemer:
Mekanisk transmissionssystem
Det mekaniske transmissionssystem er det grundlæggende operativsystem for enkeltkrystalovnen, som hovedsageligt er ansvarlig for at kontrollere bevægelsen af krystaller ogdigler, herunder løftning og rotation af frøkrystaller og løftning og rotation afdigler. Det kan præcist justere parametre som position, hastighed og rotationsvinkel for krystaller og digler for at sikre en jævn fremgang af krystalvækstprocessen. For eksempel, i forskellige krystalvækststadier såsom podning, halsudskæring, skulderdannelse, vækst med samme diameter og tailing, skal bevægelsen af frøkrystaller og digler kontrolleres nøjagtigt af dette system for at opfylde proceskravene til krystalvækst.
Opvarmning temperaturkontrolsystem
Dette er et af kernesystemerne i enkeltkrystalovnen, som bruges til at generere varme og nøjagtigt kontrollere temperaturen i ovnen. Det er hovedsageligt sammensat af komponenter som varmelegemer, temperatursensorer og temperaturregulatorer. Varmelegemet er normalt lavet af materialer som højrent grafit. Efter at vekselstrømmen er transformeret og reduceret for at øge strømmen, genererer varmelegemet varme for at smelte polykrystallinske materialer såsom polysilicium i diglen. Temperaturføleren overvåger temperaturændringerne i ovnen i realtid og sender temperatursignalet til temperaturregulatoren. Temperaturregulatoren styrer nøjagtigt varmeeffekten i henhold til de indstillede temperaturparametre og feedback-temperatursignalet, og bibeholder derved stabiliteten af temperaturen i ovnen og giver et passende temperaturmiljø til krystalvækst.
Vakuum system
Vakuumsystemets hovedfunktion er at skabe og opretholde et vakuummiljø i ovnen under krystalvækstprocessen. Luften og urenhedsgasserne i ovnen udvindes gennem vakuumpumper og andet udstyr for at få gastrykket i ovnen til at nå et ekstremt lavt niveau, generelt under 5TOR (torr). Dette kan forhindre siliciummaterialet i at blive oxideret ved høje temperaturer og sikre renheden og kvaliteten af krystalvækst. Samtidig er vakuummiljøet også befordrende for at fjerne flygtige urenheder, der dannes under krystalvækstprocessen og forbedre krystallens kvalitet.
Argon system
Argonsystemet spiller en rolle i at beskytte og regulere trykket i ovnen i enkeltkrystalovnen. Efter støvsugning fyldes argongas med høj renhed (renheden skal være over 6 9) i ovnen. På den ene side kan det forhindre udefrakommende luft i at komme ind i ovnen og forhindre siliciummaterialer i at blive oxideret; på den anden side kan påfyldningen af argongas holde trykket i ovnen stabilt og give et passende trykmiljø for krystalvækst. Derudover kan strømmen af argongas også fjerne den varme, der genereres under krystalvækstprocessen, hvilket spiller en vis kølende rolle.
Vandkølesystem
Vandkølesystemets funktion er at afkøle de forskellige højtemperaturkomponenter i enkeltkrystalovnen for at sikre udstyrets normale drift og levetid. Under driften af enkeltkrystalovnen, varmelegemet,smeltedigel, vil elektrode og andre komponenter generere meget varme. Hvis de ikke afkøles i tide, vil udstyret overophedes, deformeres eller endda blive beskadiget. Vandkølesystemet fjerner varmen fra disse komponenter ved at cirkulere kølevand for at holde udstyrets temperatur inden for et sikkert område. Samtidig kan vandkølingssystemet også hjælpe med at justere temperaturen i ovnen for at forbedre nøjagtigheden af temperaturstyringen.
Elektrisk styresystem
Det elektriske kontrolsystem er "hjernen" i enkeltkrystalovnen, ansvarlig for at overvåge og kontrollere driften af hele udstyret. Den kan modtage signaler fra forskellige sensorer, såsom temperatursensorer, tryksensorer, positionssensorer osv., og koordinere og styre det mekaniske transmissionssystem, varmetemperaturstyringssystem, vakuumsystem, argonsystem og vandkølesystem baseret på disse signaler. For eksempel, under krystalvækstprocessen, kan det elektriske styresystem automatisk justere varmeeffekten i henhold til temperatursignalet tilbageført af temperatursensoren; i henhold til væksten af krystallen kan den kontrollere bevægelseshastigheden og rotationsvinklen for frøkrystallen og diglen. Samtidig har det elektriske styresystem også fejldiagnose og alarmfunktioner, som kan opdage unormale forhold på udstyret i tide og sikre sikker drift af udstyret.
Indlægstid: 23. september 2024