Un cuptor cu un singur cristal este un dispozitiv care utilizează aîncălzitor din grafitpentru a topi materiale de siliciu policristalin într-un mediu cu gaz inert (argon) și folosește metoda Czochralski pentru a crește monocristale nedislocate. Este compus în principal din următoarele sisteme:
Sistem mecanic de transmisie
Sistemul de transmisie mecanică este sistemul de operare de bază al cuptorului cu un singur cristal, care este în principal responsabil pentru controlul mișcării cristalelor șicreuzete, inclusiv ridicarea și rotirea cristalelor de semințe și ridicarea și rotațiacreuzete. Poate ajusta cu precizie parametri precum poziția, viteza și unghiul de rotație al cristalelor și creuzetelor pentru a asigura progresul lin al procesului de creștere a cristalelor. De exemplu, în diferite stadii de creștere a cristalelor, cum ar fi însămânțarea, gâtul, umărul, creșterea cu diametru egal și coada, mișcarea cristalelor de semințe și a creuzetelor trebuie controlată cu precizie de acest sistem pentru a îndeplini cerințele procesului de creștere a cristalelor.
Sistem de control al temperaturii de încălzire
Acesta este unul dintre sistemele de bază ale cuptorului cu un singur cristal, care este utilizat pentru a genera căldură și a controla cu precizie temperatura în cuptor. Este compus în principal din componente precum încălzitoare, senzori de temperatură și controlere de temperatură. Încălzitorul este de obicei realizat din materiale precum grafit de înaltă puritate. După ce curentul alternativ este transformat și redus pentru a crește curentul, încălzitorul generează căldură pentru a topi materiale policristaline, cum ar fi polisiliciul, în creuzet. Senzorul de temperatură monitorizează schimbările de temperatură din cuptor în timp real și transmite semnalul de temperatură către regulatorul de temperatură. Controlerul de temperatură controlează cu precizie puterea de încălzire în funcție de parametrii de temperatură setați și de semnalul de temperatură de feedback, menținând astfel stabilitatea temperaturii în cuptor și oferind un mediu de temperatură adecvat pentru creșterea cristalelor.
Sistem de vid
Funcția principală a sistemului de vid este de a crea și menține un mediu de vid în cuptor în timpul procesului de creștere a cristalelor. Aerul și gazele impurități din cuptor sunt extrase prin pompe de vid și alte echipamente pentru a face ca presiunea gazului din cuptor să atingă un nivel extrem de scăzut, în general sub 5TOR (torr). Acest lucru poate împiedica oxidarea materialului de siliciu la temperaturi ridicate și poate asigura puritatea și calitatea creșterii cristalelor. În același timp, mediul de vid este, de asemenea, propice pentru îndepărtarea impurităților volatile generate în timpul procesului de creștere a cristalului și îmbunătățirea calității cristalului.
Sistemul cu argon
Sistemul cu argon joacă un rol în protejarea și reglarea presiunii din cuptorul din cuptorul cu un singur cristal. După aspirare, argonul de înaltă puritate (puritatea trebuie să fie peste 6 9) este introdus în cuptor. Pe de o parte, poate împiedica intrarea aerului din exterior în cuptor și poate împiedica oxidarea materialelor din silicon; pe de altă parte, umplerea cu gaz argon poate menține presiunea în cuptor stabilă și poate oferi un mediu de presiune adecvat pentru creșterea cristalelor. În plus, fluxul de gaz argon poate elimina și căldura generată în timpul procesului de creștere a cristalelor, jucând un anumit rol de răcire.
Sistem de racire cu apa
Funcția sistemului de răcire cu apă este de a răci diferitele componente de temperatură ridicată ale cuptorului cu un singur cristal pentru a asigura funcționarea normală și durata de viață a echipamentului. În timpul funcționării cuptorului cu un singur cristal, încălzitorul,creuzet, electrodul și alte componente vor genera multă căldură. Dacă nu sunt răcite la timp, echipamentul se va supraîncălzi, se va deforma sau chiar se va deteriora. Sistemul de răcire cu apă elimină căldura acestor componente prin circularea apei de răcire pentru a menține temperatura echipamentului într-un interval de siguranță. În același timp, sistemul de răcire cu apă poate ajuta și la reglarea temperaturii în cuptor pentru a îmbunătăți acuratețea controlului temperaturii.
Sistem de control electric
Sistemul de control electric este „creierul” cuptorului cu un singur cristal, responsabil de monitorizarea și controlul funcționării întregului echipament. Poate primi semnale de la diverși senzori, cum ar fi senzori de temperatură, senzori de presiune, senzori de poziție etc., și poate coordona și controla sistemul de transmisie mecanică, sistemul de control al temperaturii de încălzire, sistemul de vid, sistemul de argon și sistemul de răcire cu apă pe baza acestor semnale. De exemplu, în timpul procesului de creștere a cristalelor, sistemul de control electric poate ajusta automat puterea de încălzire în funcție de semnalul de temperatură transmis de senzorul de temperatură; în funcție de creșterea cristalului, poate controla viteza de mișcare și unghiul de rotație al cristalului sămânță și al creuzetului. În același timp, sistemul de control electric are și funcții de diagnosticare a defecțiunilor și alarmă, care pot detecta la timp condiții anormale ale echipamentului și pot asigura funcționarea în siguranță a echipamentului.
Ora postării: 23-sept-2024