単結晶炉の6つのシステムとは何ですか

単結晶炉は、グラファイトヒーター不活性ガス（アルゴン）環境で多結晶シリコン材料を溶解し、チョクラルスキー法を使用して無転位単結晶を成長させます。主に以下のシステムで構成されています。

メカニカルトランスミッションシステム

メカニカルトランスミッションシステムは単結晶炉の基本的なオペレーティングシステムであり、主に結晶と結晶の動きを制御する役割を果たします。るつぼ、種結晶の持ち上げと回転、および種結晶の持ち上げと回転を含みます。るつぼ。結晶やるつぼの位置、速度、回転角度などのパラメータを正確に調整し、結晶成長プロセスをスムーズに進行させることができます。たとえば、シーディング、ネッキング、ショルダーリング、等径成長、テーリングなどのさまざまな結晶成長段階では、結晶成長のプロセス要件を満たすために、種結晶とるつぼの移動をこのシステムによって正確に制御する必要があります。
加熱温度制御システム

単結晶炉の中核となるシステムの一つで、炉内の熱を発生させ、温度を正確に制御するために使用されます。主にヒーター、温度センサー、温度コントローラーなどの部品で構成されています。ヒーターは通常、高純度グラファイトなどの材料で作られています。交流が変換されて電流が増加すると、ヒーターが熱を発生して、るつぼ内のポリシリコンなどの多結晶材料を溶かします。温度センサーは炉内の温度変化をリアルタイムで監視し、温度信号を温度コントローラーに送信します。温度コントローラーは、設定された温度パラメーターとフィードバック温度信号に従って加熱出力を正確に制御し、炉内の温度の安定性を維持し、結晶成長に適した温度環境を提供します。

真空システム

真空システムの主な機能は、結晶成長プロセス中に炉内に真空環境を作成および維持することです。炉内の空気や不純物ガスを真空ポンプなどで抜き取り、炉内のガス圧力を通常5TOR（torr）以下の極めて低い圧力にします。これにより、シリコン材料が高温で酸化するのを防ぎ、結晶成長の純度と品質を確保することができます。同時に、真空環境は結晶成長過程で発生する揮発性不純物を除去し、結晶の品質を向上させるのにも役立ちます。
アルゴンシステム

アルゴンシステムは単結晶炉の炉内圧力を保護し、調整する役割を果たします。真空引き後、高純度アルゴンガス（純度6～9以上必要）を炉内に充填します。一方で、炉内への外気の侵入を防ぎ、シリコン材料の酸化を防ぐことができます。一方、アルゴンガスを封入することで炉内の圧力を安定に保ち、結晶成長に適した圧力環境を提供します。さらに、アルゴンガスの流れは結晶成長プロセス中に発生する熱を奪い、一定の冷却の役割も果たします。
水冷システム

水冷システムの機能は、単結晶炉のさまざまな高温コンポーネントを冷却して、装置の通常の動作と耐用年数を確保することです。単結晶炉の運転中、ヒーター、坩堝、電極およびその他のコンポーネントは多量の熱を発生します。冷却が間に合わないと、機器が過熱したり、変形したり、さらには損傷することがあります。水冷システムは、冷却水を循環させることでこれらの部品の熱を奪い、機器の温度を安全な範囲に保ちます。同時に、水冷システムは炉内の温度調整にも役立ち、温度制御の精度を向上させます。
電気制御システム

電気制御システムは単結晶炉の「頭脳」であり、装置全体の動作を監視および制御します。温度センサー、圧力センサー、位置センサーなどの各種センサーからの信号を受信し、これらの信号に基づいて機械伝達系、加熱温度制御系、真空系、アルゴン系、水冷系を連携制御します。たとえば、結晶成長プロセス中、電気制御システムは、温度センサーからフィードバックされた温度信号に従って加熱出力を自動的に調整できます。結晶の成長に応じて、種結晶とるつぼの移動速度と回転角度を制御できます。同時に、電気制御システムには故障診断機能と警報機能もあり、機器の異常状態を適時に検出し、機器の安全な動作を確保できます。