단결정로는흑연 히터불활성 가스(아르곤) 환경에서 다결정 실리콘 재료를 녹이고 초크랄스키(Czochralski) 방법을 사용하여 비전위 단결정을 성장시킵니다. 주로 다음과 같은 시스템으로 구성됩니다.
기계적 전달 시스템
기계적 전달 시스템은 단결정로의 기본 운영 시스템으로 주로 결정의 이동을 제어하고도가니, 종자 결정의 리프팅 및 회전과도가니. 결정 성장 과정의 원활한 진행을 보장하기 위해 결정 및 도가니의 위치, 속도, 회전 각도와 같은 매개변수를 정확하게 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 결정 성장의 프로세스 요구 사항을 충족하려면 시딩, 넥킹, 숄더링, 동일 직경 성장 및 테일링과 같은 다양한 결정 성장 단계에서 이 시스템을 통해 씨드 결정과 도가니의 움직임을 정확하게 제어해야 합니다.
난방 온도 조절 시스템
이는 단결정 로의 핵심 시스템 중 하나로, 로 내부의 열을 발생시키고 온도를 정확하게 제어하는데 사용됩니다. 주로 히터, 온도센서, 온도조절기 등의 부품으로 구성됩니다. 히터는 일반적으로 고순도 흑연과 같은 재료로 만들어집니다. 교류 전류를 변환하고 감소시켜 전류를 증가시킨 후, 히터에서 열을 발생시켜 폴리실리콘과 같은 다결정 소재를 도가니에서 녹입니다. 온도 센서는 퍼니스의 온도 변화를 실시간으로 모니터링하고 온도 신호를 온도 컨트롤러로 전송합니다. 온도 컨트롤러는 설정된 온도 매개변수와 피드백 온도 신호에 따라 화력을 정확하게 제어함으로써 로 내 온도의 안정성을 유지하고 결정 성장에 적합한 온도 환경을 제공합니다.
진공 시스템
진공 시스템의 주요 기능은 결정 성장 과정에서 용광로에 진공 환경을 조성하고 유지하는 것입니다. 로 내의 공기 및 불순물 가스는 진공 펌프 및 기타 장비를 통해 추출되어 로 내의 가스 압력을 일반적으로 5TOR(torr) 미만의 매우 낮은 수준에 도달하게 합니다. 이는 실리콘 소재가 고온에서 산화되는 것을 방지하고 결정 성장의 순도와 품질을 보장할 수 있습니다. 동시에 진공 환경은 결정 성장 과정에서 발생하는 휘발성 불순물을 제거하고 결정 품질을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다.
아르곤 시스템
아르곤 시스템은 단결정 로에서 로 안의 압력을 보호하고 조절하는 역할을 한다. 진공청소 후 고순도 아르곤 가스(순도가 6 9 이상이어야 함)가 용광로에 채워집니다. 한편으로는 외부 공기가 용광로에 들어가는 것을 방지하고 실리콘 재료가 산화되는 것을 방지할 수 있습니다. 반면에 아르곤 가스를 충전하면 노 안의 압력을 안정적으로 유지할 수 있고 결정 성장에 적합한 압력 환경을 제공할 수 있습니다. 또한 아르곤 가스의 흐름은 결정 성장 과정에서 발생하는 열을 빼앗아 일정한 냉각 역할을 할 수도 있습니다.
수냉식 시스템
수냉 시스템의 기능은 단결정로의 다양한 고온 구성 요소를 냉각하여 장비의 정상적인 작동과 서비스 수명을 보장하는 것입니다. 단결정로의 운전시에는 히터,도가니, 전극 및 기타 부품은 많은 열을 발생시킵니다. 제때 냉각되지 않으면 장비가 과열되거나 변형되거나 심지어 손상될 수도 있습니다. 수냉식 시스템은 냉각수를 순환시켜 이러한 부품의 열을 빼앗아 장비의 온도를 안전한 범위 내로 유지합니다. 동시에 수냉식 시스템은 퍼니스의 온도를 조정하는 데 도움을 주어 온도 제어의 정확성을 향상시킬 수 있습니다.
전기 제어 시스템
전기 제어 시스템은 전체 장비의 작동을 모니터링하고 제어하는 단결정 용해로의 "두뇌"입니다. 온도 센서, 압력 센서, 위치 센서 등과 같은 다양한 센서로부터 신호를 수신하고 이러한 신호를 기반으로 기계적 전달 시스템, 가열 온도 제어 시스템, 진공 시스템, 아르곤 시스템 및 수냉 시스템을 조정 및 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 결정 성장 과정에서 전기 제어 시스템은 온도 센서가 피드백한 온도 신호에 따라 가열 전력을 자동으로 조정할 수 있습니다. 결정의 성장에 따라 종자 결정과 도가니의 이동 속도와 회전 각도를 제어할 수 있습니다. 동시에 전기 제어 시스템에는 결함 진단 및 경보 기능도 있어 장비의 비정상적인 상태를 적시에 감지하고 장비의 안전한 작동을 보장할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 9월 23일