En enkeltkrystallovn er en enhet som bruker engrafittvarmerå smelte polykrystallinske silisiummaterialer i et inertgass (argon) miljø og bruker Czochralski-metoden for å dyrke ikke-dislokerte enkeltkrystaller. Den er hovedsakelig sammensatt av følgende systemer:
Mekanisk overføringssystem
Det mekaniske overføringssystemet er det grunnleggende operativsystemet til enkeltkrystallovnen, som hovedsakelig er ansvarlig for å kontrollere bevegelsen av krystaller ogdigler, inkludert løfting og rotasjon av frøkrystaller og løfting og rotasjon avdigler. Den kan nøyaktig justere parametere som posisjon, hastighet og rotasjonsvinkel til krystaller og digler for å sikre jevn fremgang av krystallvekstprosessen. For eksempel, i forskjellige krystallvekststadier som såing, halsing, skuldring, vekst med lik diameter og tailing, må bevegelsen av frøkrystaller og smeltedigler kontrolleres nøyaktig av dette systemet for å møte prosesskravene til krystallvekst.
Oppvarmingstemperaturkontrollsystem
Dette er et av kjernesystemene i enkeltkrystallovnen, som brukes til å generere varme og nøyaktig kontrollere temperaturen i ovnen. Den er hovedsakelig sammensatt av komponenter som varmeovner, temperatursensorer og temperaturkontrollere. Varmeren er vanligvis laget av materialer som høyrent grafitt. Etter at vekselstrømmen er transformert og redusert for å øke strømmen, genererer varmeren varme for å smelte polykrystallinske materialer som polysilisium i digelen. Temperatursensoren overvåker temperaturendringene i ovnen i sanntid og sender temperatursignalet til temperaturregulatoren. Temperaturregulatoren kontrollerer varmeeffekten nøyaktig i henhold til de innstilte temperaturparametrene og tilbakemeldingstemperatursignalet, og opprettholder dermed stabiliteten til temperaturen i ovnen og gir et passende temperaturmiljø for krystallvekst.
Vakuumsystem
Hovedfunksjonen til vakuumsystemet er å skape og opprettholde et vakuummiljø i ovnen under krystallvekstprosessen. Luft- og urenhetsgassene i ovnen trekkes ut gjennom vakuumpumper og annet utstyr for å få gasstrykket i ovnen til å nå et ekstremt lavt nivå, vanligvis under 5TOR (torr). Dette kan forhindre at silisiummaterialet oksideres ved høye temperaturer og sikre renheten og kvaliteten på krystallveksten. Samtidig bidrar vakuummiljøet til å fjerne flyktige urenheter som genereres under krystallvekstprosessen og forbedre kvaliteten på krystallen.
Argon system
Argonsystemet spiller en rolle i å beskytte og regulere trykket i ovnen i enkrystallovnen. Etter støvsuging fylles argongass med høy renhet (renheten må være over 6 9) i ovnen. På den ene siden kan det hindre uteluft i å komme inn i ovnen og forhindre at silisiummaterialer oksideres; på den annen side kan fyllingen av argongass holde trykket i ovnen stabilt og gi et passende trykkmiljø for krystallvekst. I tillegg kan strømmen av argongass også ta bort varmen som genereres under krystallvekstprosessen, og spille en viss avkjølende rolle.
Vannkjølesystem
Funksjonen til vannkjølesystemet er å avkjøle de forskjellige høytemperaturkomponentene i enkeltkrystallovnen for å sikre normal drift og levetid for utstyret. Under driften av enkeltkrystallovnen, varmeapparatet,smeltedigel, elektrode og andre komponenter vil generere mye varme. Hvis de ikke blir avkjølt i tide, vil utstyret overopphetes, deformeres eller til og med bli skadet. Vannkjølesystemet tar bort varmen fra disse komponentene ved å sirkulere kjølevann for å holde temperaturen på utstyret innenfor et trygt område. Samtidig kan vannkjølesystemet også hjelpe til med å justere temperaturen i ovnen for å forbedre nøyaktigheten av temperaturkontrollen.
Elektrisk kontrollsystem
Det elektriske kontrollsystemet er "hjernen" til enkeltkrystallovnen, ansvarlig for å overvåke og kontrollere driften av hele utstyret. Den kan motta signaler fra ulike sensorer, som temperatursensorer, trykksensorer, posisjonssensorer osv., og koordinere og styre det mekaniske overføringssystemet, varmetemperaturkontrollsystemet, vakuumsystemet, argonsystemet og vannkjølesystemet basert på disse signalene. For eksempel, under krystallvekstprosessen, kan det elektriske kontrollsystemet automatisk justere varmeeffekten i henhold til temperatursignalet tilbakeført av temperatursensoren; i henhold til veksten av krystallen, kan den kontrollere bevegelseshastigheten og rotasjonsvinkelen til frøkrystallen og digelen. Samtidig har det elektriske kontrollsystemet også feildiagnose og alarmfunksjoner, som kan oppdage unormale forhold på utstyret i tide og sikre sikker drift av utstyret.
Innleggstid: 23. september 2024