Een eenkristaloven is een apparaat dat gebruik maakt van eengrafiet verwarmerom polykristallijne siliciummaterialen te smelten in een omgeving met inert gas (argon) en gebruikt de Czochralski-methode om niet-ontwrichte enkele kristallen te laten groeien. Het bestaat voornamelijk uit de volgende systemen:
Mechanisch transmissiesysteem
Het mechanische transmissiesysteem is het basisbesturingssysteem van de eenkristaloven, dat voornamelijk verantwoordelijk is voor het regelen van de beweging van kristallen ensmeltkroezen, inclusief het optillen en roteren van zaadkristallen en het optillen en roteren vansmeltkroezen. Het kan parameters zoals de positie, snelheid en rotatiehoek van kristallen en smeltkroezen nauwkeurig aanpassen om een soepel verloop van het kristalgroeiproces te garanderen. In verschillende kristalgroeistadia zoals enten, insnoeren, schouderen, groei met gelijke diameter en staarten, moet de beweging van entkristallen en smeltkroezen bijvoorbeeld nauwkeurig worden gecontroleerd door dit systeem om te voldoen aan de procesvereisten van kristalgroei.
Verwarmingstemperatuurregelsysteem
Dit is een van de kernsystemen van de eenkristaloven, die wordt gebruikt om warmte te genereren en de temperatuur in de oven nauwkeurig te regelen. Het bestaat voornamelijk uit componenten zoals verwarmingselementen, temperatuursensoren en temperatuurregelaars. De verwarmer is meestal gemaakt van materialen zoals hoogzuiver grafiet. Nadat de wisselstroom is getransformeerd en verminderd om de stroom te verhogen, genereert de verwarmer warmte om polykristallijne materialen zoals polysilicium in de smeltkroes te smelten. De temperatuursensor bewaakt de temperatuurveranderingen in de oven in realtime en verzendt het temperatuursignaal naar de temperatuurregelaar. De temperatuurregelaar regelt nauwkeurig het verwarmingsvermogen volgens de ingestelde temperatuurparameters en het feedbacktemperatuursignaal, waardoor de stabiliteit van de temperatuur in de oven wordt gehandhaafd en een geschikte temperatuuromgeving voor kristalgroei wordt geboden.
Vacuümsysteem
De belangrijkste functie van het vacuümsysteem is het creëren en behouden van een vacuümomgeving in de oven tijdens het kristalgroeiproces. De lucht en onzuiverheidsgassen in de oven worden afgezogen via vacuümpompen en andere apparatuur om de gasdruk in de oven een extreem laag niveau te laten bereiken, doorgaans onder 5TOR (torr). Dit kan voorkomen dat het siliciummateriaal bij hoge temperaturen wordt geoxideerd en garandeert de zuiverheid en kwaliteit van de kristalgroei. Tegelijkertijd is de vacuümomgeving ook bevorderlijk voor het verwijderen van vluchtige onzuiverheden die worden gegenereerd tijdens het kristalgroeiproces en het verbeteren van de kwaliteit van het kristal.
Argon-systeem
Het argonsysteem speelt een rol bij het beschermen en reguleren van de druk in de oven in de eenkristaloven. Na het vacumeren wordt zeer zuiver argongas (zuiverheid moet hoger zijn dan 6 9) in de oven gevuld. Aan de ene kant kan het voorkomen dat buitenlucht de oven binnendringt en voorkomen dat siliciummaterialen worden geoxideerd; aan de andere kant kan het vullen met argongas de druk in de oven stabiel houden en een geschikte drukomgeving voor kristalgroei verschaffen. Bovendien kan de stroom argongas ook de warmte afvoeren die wordt gegenereerd tijdens het kristalgroeiproces, waardoor het een zekere koelende rol speelt.
Waterkoelsysteem
De functie van het waterkoelsysteem is het koelen van de verschillende hogetemperatuurcomponenten van de eenkristaloven om de normale werking en levensduur van de apparatuur te garanderen. Tijdens de werking van de eenkristaloven wordt de verwarmer,smeltkroeselektrode en andere componenten zullen veel warmte genereren. Als ze niet op tijd worden gekoeld, raakt de apparatuur oververhit, vervormt of zelfs beschadigd. Het waterkoelsysteem voert de warmte van deze componenten af door koelwater te laten circuleren om de temperatuur van de apparatuur binnen een veilig bereik te houden. Tegelijkertijd kan het waterkoelsysteem ook helpen bij het aanpassen van de temperatuur in de oven om de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling te verbeteren.
Elektrisch besturingssysteem
Het elektrische besturingssysteem is het ‘brein’ van de eenkristaloven, dat verantwoordelijk is voor het bewaken en controleren van de werking van de gehele apparatuur. Het kan signalen ontvangen van verschillende sensoren, zoals temperatuursensoren, druksensoren, positiesensoren, enz., en op basis van deze signalen het mechanische transmissiesysteem, het verwarmingstemperatuurregelsysteem, het vacuümsysteem, het argonsysteem en het waterkoelsysteem coördineren en besturen. Tijdens het kristalgroeiproces kan het elektrische regelsysteem bijvoorbeeld automatisch het verwarmingsvermogen aanpassen aan de hand van het temperatuursignaal dat wordt teruggekoppeld door de temperatuursensor; afhankelijk van de groei van het kristal, kan het de bewegingssnelheid en rotatiehoek van het zaadkristal en de smeltkroes regelen. Tegelijkertijd beschikt het elektrische besturingssysteem ook over foutdiagnose- en alarmfuncties, die abnormale omstandigheden van de apparatuur op tijd kunnen detecteren en de veilige werking van de apparatuur kunnen garanderen.
Posttijd: 23 september 2024