Einkristallaofn er tæki sem notar agrafít hitaritil að bræða fjölkristölluð kísilefni í óvirku gasi (argon) umhverfi og notar Czochralski aðferðina til að rækta einkristalla sem ekki hafa verið sundraðir. Það er aðallega samsett úr eftirfarandi kerfum:
Vélrænt flutningskerfi
Vélræna flutningskerfið er grunnstýrikerfi eins kristalsofnsins, sem er aðallega ábyrgur fyrir því að stjórna hreyfingu kristalla ogdeiglur, þ.mt lyfting og snúning frækristalla og lyfting og snúningur ádeiglur. Það getur nákvæmlega stillt breytur eins og stöðu, hraða og snúningshorn kristalla og deigla til að tryggja hnökralaust framvindu kristalvaxtarferilsins. Til dæmis, í mismunandi kristalvaxtarstigum eins og sáningu, hálsi, öxlum, vexti með jöfnum þvermáli og hali, þarf hreyfingu frækristalla og deigla að vera nákvæmlega stjórnað af þessu kerfi til að uppfylla ferlakröfur kristalvaxtar.
Hitastýringarkerfi fyrir hitastig
Þetta er eitt af kjarnakerfum einskristalla ofnsins, sem er notað til að mynda hita og nákvæmlega stjórna hitastigi í ofninum. Það er aðallega samsett úr íhlutum eins og hitari, hitaskynjara og hitastýringum. Hitarinn er venjulega gerður úr efnum eins og háhreinu grafíti. Eftir að riðstraumurinn er umbreyttur og minnkaður til að auka strauminn framleiðir hitarinn hita til að bræða fjölkristallað efni eins og fjölkísil í deiglunni. Hitaskynjarinn fylgist með hitabreytingum í ofninum í rauntíma og sendir hitamerkið til hitastýringarinnar. Hitastýringin stjórnar hitunaraflið nákvæmlega í samræmi við stilltar hitastigsbreytur og endurgjöf hitastigsmerkið og viðheldur þannig stöðugleika hitastigsins í ofninum og veitir viðeigandi hitaumhverfi fyrir kristalvöxt.
Tómarúmskerfi
Meginhlutverk tómarúmskerfisins er að búa til og viðhalda lofttæmiumhverfi í ofninum meðan á kristalvaxtarferlinu stendur. Loft- og óhreinindalofttegundirnar í ofninum eru dregnar út í gegnum lofttæmisdælur og annan búnað til að gera gasþrýstinginn í ofninum mjög lágt, yfirleitt undir 5TOR (torr). Þetta getur komið í veg fyrir að sílikonefnið oxist við háan hita og tryggir hreinleika og gæði kristalvaxtar. Á sama tíma er lofttæmisumhverfið einnig til þess fallið að fjarlægja rokgjörn óhreinindi sem myndast við kristalvaxtarferlið og bæta gæði kristalsins.
Argon kerfi
Argon kerfið gegnir hlutverki við að vernda og stjórna þrýstingnum í ofninum í einkristalla ofninum. Eftir ryksugu er háhreint argongas (hreinleiki verður að vera yfir 6 9) fyllt í ofninn. Annars vegar getur það komið í veg fyrir að utanaðkomandi loft komist inn í ofninn og komið í veg fyrir að kísilefni oxist; á hinn bóginn getur fylling argongas haldið þrýstingnum í ofninum stöðugum og veitt viðeigandi þrýstingsumhverfi fyrir kristalvöxt. Að auki getur flæði argongas einnig tekið í burtu hita sem myndast við kristalvaxtarferlið og gegnt ákveðnu kælihlutverki.
Vatnskælikerfi
Hlutverk vatnskælikerfisins er að kæla hina ýmsu háhitahluta einkristalla ofnsins til að tryggja eðlilega notkun og endingartíma búnaðarins. Meðan á einkristalla ofninum stendur, hitarinn,deiglu, rafskaut og aðrir íhlutir mynda mikinn hita. Ef þau eru ekki kæld í tíma mun búnaðurinn ofhitna, aflagast eða jafnvel skemmast. Vatnskælikerfið fjarlægir hita þessara íhluta með því að dreifa kælivatni til að halda hitastigi búnaðarins innan öruggs marks. Á sama tíma getur vatnskælikerfið einnig aðstoðað við að stilla hitastigið í ofninum til að bæta nákvæmni hitastýringar.
Rafmagnsstýrikerfi
Rafstýringarkerfið er „heili“ eins kristalsofnsins, sem ber ábyrgð á eftirliti og eftirliti með starfsemi alls búnaðarins. Það getur tekið á móti merki frá ýmsum skynjurum, svo sem hitaskynjara, þrýstiskynjara, stöðuskynjara o.s.frv., og samræmt og stjórnað vélrænni flutningskerfinu, hitahitastýringarkerfi, lofttæmikerfi, argonkerfi og vatnskælikerfi byggt á þessum merkjum. Til dæmis, meðan á kristalvaxtarferlinu stendur, getur rafmagnsstýringarkerfið sjálfkrafa stillt hitastigið í samræmi við hitamerkið sem hitaskynjarinn gefur til baka; í samræmi við vöxt kristalsins getur það stjórnað hreyfihraða og snúningshorni frækristallsins og deiglunnar. Á sama tíma hefur rafmagnsstýringarkerfið einnig bilanagreiningu og viðvörunaraðgerðir, sem geta greint óeðlilegar aðstæður búnaðarins í tíma og tryggt örugga notkun búnaðarins.
Birtingartími: 23. september 2024