Monokristall-ahi on seade, mis kasutab agrafiidist küttekehapolükristalliliste ränimaterjalide sulatamiseks inertgaasi (argooni) keskkonnas ja kasutab Czochralski meetodit nihestamata monokristallide kasvatamiseks. See koosneb peamiselt järgmistest süsteemidest:
Mehaaniline ülekandesüsteem
Mehaaniline ülekandesüsteem on monokristallahju põhiline töösüsteem, mis vastutab peamiselt kristallide liikumise juhtimise jatiiglid, sealhulgas seemnekristallide tõstmine ja pööramine ning nende tõstmine ja pööraminetiiglid. See suudab täpselt reguleerida selliseid parameetreid nagu kristallide ja tiiglite asend, kiirus ja pöördenurk, et tagada kristallide kasvuprotsessi sujuv kulg. Näiteks erinevatel kristallide kasvuetappidel, nagu külv, kaelus, õlg, võrdse läbimõõduga kasv ja sabastumine, peab see süsteem täpselt kontrollima seemnekristallide ja tiiglite liikumist, et täita kristallide kasvatamise protsessi nõudeid.
Kütte temperatuuri reguleerimise süsteem
See on monokristallahju üks põhisüsteeme, mida kasutatakse soojuse genereerimiseks ja ahju temperatuuri täpseks reguleerimiseks. See koosneb peamiselt sellistest komponentidest nagu kütteseadmed, temperatuuriandurid ja temperatuurikontrollerid. Keris on tavaliselt valmistatud sellistest materjalidest nagu kõrge puhtusastmega grafiit. Pärast vahelduvvoolu muundamist ja vähendamist voolu suurendamiseks tekitab kütteseade soojust, et sulatada tiiglis polükristallilised materjalid, näiteks polüräni. Temperatuuriandur jälgib reaalajas temperatuurimuutusi ahjus ja edastab temperatuurisignaali temperatuuriregulaatorile. Temperatuuriregulaator juhib täpselt küttevõimsust vastavalt seadistatud temperatuuriparameetritele ja tagasiside temperatuurisignaalile, säilitades seeläbi ahju temperatuuri stabiilsuse ja pakkudes kristallide kasvuks sobiva temperatuurikeskkonna.
Vaakumsüsteem
Vaakumsüsteemi põhiülesanne on luua ja säilitada ahjus vaakumkeskkond kristallide kasvuprotsessi ajal. Ahju õhk ja lisandgaasid eemaldatakse läbi vaakumpumpade ja muude seadmete, et viia gaasirõhk ahjus äärmiselt madalale tasemele, üldiselt alla 5TOR (torr). See võib takistada ränimaterjali oksüdeerumist kõrgel temperatuuril ning tagada kristallide kasvu puhtuse ja kvaliteedi. Samal ajal soodustab vaakumkeskkond ka kristallide kasvuprotsessis tekkivate lenduvate lisandite eemaldamist ja kristalli kvaliteedi parandamist.
Argooni süsteem
Argoonisüsteem mängib rolli monokristallahju ahju rõhu kaitsmisel ja reguleerimisel. Pärast vaakumimist valatakse ahju kõrge puhtusastmega argoongaas (puhtus peab olema üle 6 9). Ühelt poolt võib see takistada välisõhu sisenemist ahju ja takistada ränimaterjalide oksüdeerumist; teisest küljest võib argoongaasi täitmine hoida rõhku ahjus stabiilsena ja luua sobiva rõhukeskkonna kristallide kasvuks. Lisaks võib argoongaasi vool ära võtta ka kristallide kasvuprotsessi käigus tekkiva soojuse, mängides teatud jahutavat rolli.
Vesijahutussüsteem
Vesijahutussüsteemi ülesanne on jahutada monokristallahju erinevaid kõrge temperatuuriga komponente, et tagada seadmete normaalne töö ja kasutusiga. Ühekristallahju töötamise ajal on kütteseade,tiigel, elektrood ja muud komponendid tekitavad palju soojust. Kui neid õigel ajal maha ei jahutata, kuumenevad seadmed üle, deformeeruvad või saavad isegi kahju. Vesijahutussüsteem võtab nende komponentide soojuse ära, tsirkuleerides jahutusvett, et hoida seadme temperatuuri ohutus vahemikus. Samal ajal võib vesijahutussüsteem aidata ka ahju temperatuuri reguleerida, et parandada temperatuuri reguleerimise täpsust.
Elektriline juhtimissüsteem
Elektriline juhtimissüsteem on monokristallahju "aju", mis vastutab kogu seadme töö jälgimise ja juhtimise eest. See suudab vastu võtta signaale erinevatelt anduritelt, nagu temperatuuriandurid, rõhuandurid, asendiandurid jne, ning koordineerida ja juhtida nende signaalide alusel mehaanilist ülekandesüsteemi, küttetemperatuuri juhtimissüsteemi, vaakumsüsteemi, argoonisüsteemi ja vesijahutussüsteemi. Näiteks kristallide kasvuprotsessi ajal saab elektriline juhtimissüsteem automaatselt reguleerida küttevõimsust vastavalt temperatuurianduri poolt tagasi antud temperatuurisignaalile; vastavalt kristalli kasvule saab see juhtida seemnekristalli ja tiigli liikumiskiirust ja pöördenurka. Samas on elektrilisel juhtimissüsteemil ka rikkediagnostika ja häirefunktsioonid, mis suudavad õigel ajal tuvastada seadmete ebanormaalseid tingimusi ja tagada seadmete ohutu töö.
Postitusaeg: 23. september 2024