Un four monocristallin est un appareil qui utilise unradiateur en graphitepour faire fondre des matériaux de silicium polycristallin dans un environnement de gaz inerte (argon) et utilise la méthode Czochralski pour faire croître des monocristaux non disloqués. Il est principalement composé des systèmes suivants :
Système de transmission mécanique
Le système de transmission mécanique est le système d'exploitation de base du four monocristallin, qui est principalement responsable du contrôle du mouvement des cristaux etcreusets, y compris le levage et la rotation des germes cristallins et le levage et la rotation descreusets. Il peut ajuster avec précision des paramètres tels que la position, la vitesse et l'angle de rotation des cristaux et des creusets pour assurer le bon déroulement du processus de croissance cristalline. Par exemple, dans différentes étapes de croissance cristalline telles que l'ensemencement, la striction, l'épaulement, la croissance de diamètre égal et la queue, le mouvement des germes cristallins et des creusets doit être contrôlé avec précision par ce système pour répondre aux exigences du processus de croissance cristalline.
Système de contrôle de la température de chauffage
Il s'agit de l'un des systèmes centraux du four monocristallin, utilisé pour générer de la chaleur et contrôler avec précision la température dans le four. Il est principalement composé de composants tels que des radiateurs, des capteurs de température et des contrôleurs de température. Le radiateur est généralement constitué de matériaux tels que le graphite de haute pureté. Une fois le courant alternatif transformé et réduit pour augmenter le courant, le radiateur génère de la chaleur pour faire fondre les matériaux polycristallins tels que le polysilicium dans le creuset. Le capteur de température surveille les changements de température dans le four en temps réel et transmet le signal de température au contrôleur de température. Le contrôleur de température contrôle avec précision la puissance de chauffage en fonction des paramètres de température définis et du signal de température de retour, maintenant ainsi la stabilité de la température dans le four et fournissant un environnement de température approprié pour la croissance des cristaux.
Système de vide
La fonction principale du système de vide est de créer et de maintenir un environnement sous vide dans le four pendant le processus de croissance cristalline. L'air et les gaz d'impuretés dans le four sont extraits par des pompes à vide et d'autres équipements pour que la pression du gaz dans le four atteigne un niveau extrêmement bas, généralement inférieur à 5TOR (torr). Cela peut empêcher le matériau de silicium de s'oxyder à haute température et garantir la pureté et la qualité de la croissance cristalline. Dans le même temps, l'environnement sous vide est également propice à l'élimination des impuretés volatiles générées lors du processus de croissance cristalline et à l'amélioration de la qualité du cristal.
Système argon
Le système d'argon joue un rôle dans la protection et la régulation de la pression dans le four du four monocristallin. Après avoir passé le vide, du gaz argon de haute pureté (la pureté doit être supérieure à 6,9) est introduit dans le four. D'une part, il peut empêcher l'air extérieur de pénétrer dans le four et empêcher l'oxydation des matériaux en silicium ; d'autre part, le remplissage de gaz argon peut maintenir la pression dans le four stable et fournir un environnement de pression approprié pour la croissance des cristaux. De plus, le flux d'argon gazeux peut également évacuer la chaleur générée lors du processus de croissance cristalline, jouant un certain rôle de refroidissement.
Système de refroidissement par eau
La fonction du système de refroidissement par eau est de refroidir les différents composants à haute température du four monocristallin pour assurer le fonctionnement normal et la durée de vie de l'équipement. Pendant le fonctionnement du four monocristallin, le réchauffeur,creuset, l'électrode et d'autres composants généreront beaucoup de chaleur. S’ils ne sont pas refroidis à temps, les équipements surchaufferont, se déformeront voire seront endommagés. Le système de refroidissement par eau évacue la chaleur de ces composants en faisant circuler de l'eau de refroidissement pour maintenir la température de l'équipement dans une plage sûre. Dans le même temps, le système de refroidissement par eau peut également aider à ajuster la température dans le four pour améliorer la précision du contrôle de la température.
Système de contrôle électrique
Le système de contrôle électrique est le « cerveau » du four monocristallin, chargé de surveiller et de contrôler le fonctionnement de l’ensemble de l’équipement. Il peut recevoir des signaux de divers capteurs, tels que des capteurs de température, des capteurs de pression, des capteurs de position, etc., et coordonner et contrôler le système de transmission mécanique, le système de contrôle de la température de chauffage, le système de vide, le système d'argon et le système de refroidissement par eau en fonction de ces signaux. Par exemple, pendant le processus de croissance cristalline, le système de contrôle électrique peut ajuster automatiquement la puissance de chauffage en fonction du signal de température renvoyé par le capteur de température ; selon la croissance du cristal, il peut contrôler la vitesse de mouvement et l'angle de rotation du cristal germe et du creuset. Dans le même temps, le système de contrôle électrique dispose également de fonctions de diagnostic de pannes et d'alarme, qui peuvent détecter à temps les conditions anormales de l'équipement et garantir le fonctionnement sûr de l'équipement.
Heure de publication : 23 septembre 2024