Um forno de cristal único é um dispositivo que utiliza umaquecedor de grafitepara derreter materiais de silício policristalino em um ambiente de gás inerte (argônio) e usa o método Czochralski para cultivar cristais únicos não deslocados. É composto principalmente pelos seguintes sistemas:
Sistema de transmissão mecânica
O sistema de transmissão mecânica é o sistema operacional básico do forno de cristal único, que é o principal responsável por controlar o movimento dos cristais ecadinhos, incluindo o levantamento e rotação de cristais de sementes e o levantamento e rotação decadinhos. Ele pode ajustar com precisão parâmetros como posição, velocidade e ângulo de rotação de cristais e cadinhos para garantir o progresso suave do processo de crescimento do cristal. Por exemplo, em diferentes estágios de crescimento de cristais, como semeadura, estreitamento, ombros, crescimento de diâmetro igual e cauda, o movimento dos cristais de sementes e cadinhos precisa ser controlado com precisão por este sistema para atender aos requisitos do processo de crescimento de cristais.
Sistema de controle de temperatura de aquecimento
Este é um dos sistemas principais do forno de cristal único, que é usado para gerar calor e controlar com precisão a temperatura no forno. É composto principalmente de componentes como aquecedores, sensores de temperatura e controladores de temperatura. O aquecedor geralmente é feito de materiais como grafite de alta pureza. Depois que a corrente alternada é transformada e reduzida para aumentar a corrente, o aquecedor gera calor para derreter materiais policristalinos, como o polissilício, no cadinho. O sensor de temperatura monitora as mudanças de temperatura no forno em tempo real e transmite o sinal de temperatura ao controlador de temperatura. O controlador de temperatura controla com precisão a potência de aquecimento de acordo com os parâmetros de temperatura definidos e o sinal de temperatura de feedback, mantendo assim a estabilidade da temperatura no forno e fornecendo um ambiente de temperatura adequado para o crescimento do cristal.
Sistema de vácuo
A principal função do sistema de vácuo é criar e manter um ambiente de vácuo no forno durante o processo de crescimento do cristal. O ar e os gases impuros do forno são extraídos através de bombas de vácuo e outros equipamentos para fazer com que a pressão do gás no forno atinja um nível extremamente baixo, geralmente abaixo de 5TOR (torr). Isso pode evitar que o material de silício seja oxidado em altas temperaturas e garantir a pureza e a qualidade do crescimento do cristal. Ao mesmo tempo, o ambiente de vácuo também é propício à remoção de impurezas voláteis geradas durante o processo de crescimento do cristal e à melhoria da qualidade do cristal.
Sistema de argônio
O sistema de argônio desempenha um papel na proteção e regulação da pressão no forno do forno de cristal único. Após a aspiração, o gás argônio de alta pureza (a pureza deve estar acima de 6 9) é colocado no forno. Por um lado, pode impedir que o ar externo entre no forno e evitar que os materiais de silício sejam oxidados; por outro lado, o enchimento com gás argônio pode manter a pressão estável no forno e fornecer um ambiente de pressão adequado para o crescimento de cristais. Além disso, o fluxo de gás argônio também pode retirar o calor gerado durante o processo de crescimento do cristal, desempenhando um certo papel de resfriamento.
Sistema de refrigeração a água
A função do sistema de resfriamento de água é resfriar os vários componentes de alta temperatura do forno de cristal único para garantir a operação normal e a vida útil do equipamento. Durante a operação do forno de cristal único, o aquecedor,cadinho, eletrodo e outros componentes gerarão muito calor. Se não forem resfriados a tempo, o equipamento superaquecerá, deformará ou até mesmo será danificado. O sistema de refrigeração a água retira o calor desses componentes circulando a água de refrigeração para manter a temperatura do equipamento dentro de uma faixa segura. Ao mesmo tempo, o sistema de resfriamento de água também pode auxiliar no ajuste da temperatura no forno para melhorar a precisão do controle de temperatura.
Sistema de controle elétrico
O sistema de controle elétrico é o “cérebro” do forno monocristalino, responsável por monitorar e controlar o funcionamento de todo o equipamento. Ele pode receber sinais de vários sensores, como sensores de temperatura, sensores de pressão, sensores de posição, etc., e coordenar e controlar o sistema de transmissão mecânica, sistema de controle de temperatura de aquecimento, sistema de vácuo, sistema de argônio e sistema de resfriamento de água com base nesses sinais. Por exemplo, durante o processo de crescimento do cristal, o sistema de controle elétrico pode ajustar automaticamente a potência de aquecimento de acordo com o sinal de temperatura realimentado pelo sensor de temperatura; de acordo com o crescimento do cristal, pode controlar a velocidade de movimento e o ângulo de rotação do cristal semente e do cadinho. Ao mesmo tempo, o sistema de controle elétrico também possui funções de diagnóstico de falhas e alarme, que podem detectar condições anormais do equipamento a tempo e garantir a operação segura do equipamento.
Horário da postagem: 23 de setembro de 2024