Tungku kristal tunggal adalah perangkat yang menggunakan apemanas grafituntuk melelehkan bahan silikon polikristalin dalam lingkungan gas inert (argon) dan menggunakan metode Czochralski untuk menumbuhkan kristal tunggal yang tidak terdislokasi. Ini terutama terdiri dari sistem berikut:
Sistem transmisi mekanis
Sistem transmisi mekanis adalah sistem operasi dasar tungku kristal tunggal, yang terutama bertanggung jawab untuk mengendalikan pergerakan kristal dancawan lebur, termasuk pengangkatan dan rotasi kristal benih serta pengangkatan dan rotasicawan lebur. Ini dapat secara akurat menyesuaikan parameter seperti posisi, kecepatan dan sudut rotasi kristal dan cawan lebur untuk memastikan kelancaran proses pertumbuhan kristal. Misalnya, dalam tahap pertumbuhan kristal yang berbeda seperti seeding, necking, shouldering, pertumbuhan diameter yang sama dan tailing, pergerakan kristal benih dan cawan lebur perlu dikontrol secara akurat oleh sistem ini untuk memenuhi persyaratan proses pertumbuhan kristal.
Sistem kontrol suhu pemanasan
Ini adalah salah satu sistem inti tungku kristal tunggal, yang digunakan untuk menghasilkan panas dan mengontrol suhu dalam tungku secara akurat. Ini terutama terdiri dari komponen seperti pemanas, sensor suhu, dan pengontrol suhu. Pemanas biasanya terbuat dari bahan seperti grafit dengan kemurnian tinggi. Setelah arus bolak-balik diubah dan dikurangi untuk meningkatkan arus, pemanas menghasilkan panas untuk melelehkan bahan polikristalin seperti polisilikon di dalam wadah. Sensor suhu memantau perubahan suhu di tungku secara real time dan mengirimkan sinyal suhu ke pengontrol suhu. Pengontrol suhu secara akurat mengontrol daya pemanasan sesuai dengan parameter suhu yang disetel dan sinyal suhu umpan balik, sehingga menjaga stabilitas suhu di dalam tungku dan menyediakan lingkungan suhu yang sesuai untuk pertumbuhan kristal.
Sistem vakum
Fungsi utama sistem vakum adalah untuk menciptakan dan memelihara lingkungan vakum di dalam tungku selama proses pertumbuhan kristal. Udara dan gas pengotor di dalam tungku diekstraksi melalui pompa vakum dan peralatan lainnya untuk membuat tekanan gas di dalam tungku mencapai tingkat yang sangat rendah, umumnya di bawah 5TOR (torr). Hal ini dapat mencegah bahan silikon teroksidasi pada suhu tinggi dan menjamin kemurnian dan kualitas pertumbuhan kristal. Pada saat yang sama, lingkungan vakum juga kondusif untuk menghilangkan kotoran yang mudah menguap yang dihasilkan selama proses pertumbuhan kristal dan meningkatkan kualitas kristal.
sistem Argon
Sistem argon berperan dalam melindungi dan mengatur tekanan pada tungku pada tungku kristal tunggal. Setelah menyedot debu, gas argon dengan kemurnian tinggi (kemurnian harus di atas 6 9) diisi ke dalam tungku. Di satu sisi, dapat mencegah udara luar masuk ke tungku dan mencegah bahan silikon teroksidasi; di sisi lain, pengisian gas argon dapat menjaga tekanan dalam tungku tetap stabil dan menyediakan lingkungan tekanan yang sesuai untuk pertumbuhan kristal. Selain itu, aliran gas argon juga dapat menghilangkan panas yang dihasilkan selama proses pertumbuhan kristal, sehingga berperan sebagai pendinginan tertentu.
Sistem pendingin air
Fungsi sistem pendingin air adalah untuk mendinginkan berbagai komponen suhu tinggi dari tungku kristal tunggal untuk memastikan pengoperasian normal dan masa pakai peralatan. Selama pengoperasian tungku kristal tunggal, pemanas,percobaan, elektroda dan komponen lainnya akan menghasilkan banyak panas. Jika tidak didinginkan tepat waktu, peralatan akan menjadi terlalu panas, berubah bentuk, atau bahkan rusak. Sistem pendingin air menghilangkan panas komponen-komponen ini dengan mensirkulasikan air pendingin untuk menjaga suhu peralatan dalam kisaran yang aman. Pada saat yang sama, sistem pendingin air juga dapat membantu mengatur suhu di dalam tungku untuk meningkatkan akurasi pengendalian suhu.
Sistem kendali kelistrikan
Sistem kendali kelistrikan adalah “otak” dari tungku kristal tunggal, yang bertanggung jawab untuk memantau dan mengendalikan pengoperasian seluruh peralatan. Ia dapat menerima sinyal dari berbagai sensor, seperti sensor suhu, sensor tekanan, sensor posisi, dll., dan mengoordinasikan serta mengontrol sistem transmisi mekanis, sistem kontrol suhu pemanas, sistem vakum, sistem argon, dan sistem pendingin air berdasarkan sinyal-sinyal ini. Misalnya, selama proses pertumbuhan kristal, sistem kontrol kelistrikan dapat secara otomatis menyesuaikan daya pemanasan sesuai dengan sinyal suhu yang diumpankan kembali oleh sensor suhu; sesuai dengan pertumbuhan kristal, ia dapat mengontrol kecepatan gerakan dan sudut rotasi kristal benih dan wadahnya. Pada saat yang sama, sistem kontrol kelistrikan juga memiliki fungsi diagnosis kesalahan dan alarm, yang dapat mendeteksi kondisi peralatan yang tidak normal tepat waktu dan memastikan pengoperasian peralatan yang aman.
Waktu posting: 23 Sep-2024