Монокристаллическая печь — это устройство, в котором используетсяграфитовый нагревательплавит поликристаллические кремниевые материалы в среде инертного газа (аргона) и использует метод Чохральского для выращивания недислокированных монокристаллов. В основном он состоит из следующих систем:
Механическая система передачи
Механическая система передачи является основной операционной системой монокристаллической печи, которая в основном отвечает за управление движением кристаллов итигли, включая подъем и вращение затравочных кристаллов, а также подъем и вращениетигли. Он может точно регулировать такие параметры, как положение, скорость и угол вращения кристаллов и тиглей, чтобы обеспечить плавный ход процесса роста кристаллов. Например, на различных стадиях роста кристаллов, таких как затравка, образование шейки, плечо, рост равного диаметра и хвостовик, движение затравочных кристаллов и тиглей должно точно контролироваться этой системой, чтобы соответствовать технологическим требованиям роста кристаллов.
Система контроля температуры отопления
Это одна из основных систем монокристаллической печи, которая используется для выработки тепла и точного контроля температуры в печи. В основном он состоит из таких компонентов, как нагреватели, датчики температуры и регуляторы температуры. Нагреватель обычно изготавливается из таких материалов, как графит высокой чистоты. После того как переменный ток преобразуется и уменьшается для увеличения тока, нагреватель генерирует тепло для плавления поликристаллических материалов, таких как поликремний, в тигле. Датчик температуры отслеживает изменение температуры в печи в режиме реального времени и передает сигнал температуры на терморегулятор. Регулятор температуры точно управляет мощностью нагрева в соответствии с заданными температурными параметрами и температурным сигналом обратной связи, тем самым поддерживая стабильность температуры в печи и обеспечивая подходящую температурную среду для роста кристаллов.
Вакуумная система
Основная функция вакуумной системы – создание и поддержание вакуумной среды в печи в процессе роста кристаллов. Воздух и примесные газы из печи отсасываются с помощью вакуумных насосов и другого оборудования, благодаря чему давление газа в печи достигает чрезвычайно низкого уровня, обычно ниже 5TOR (торр). Это может предотвратить окисление кремниевого материала при высоких температурах и обеспечить чистоту и качество роста кристаллов. В то же время вакуумная среда также способствует удалению летучих примесей, образующихся в процессе роста кристаллов, и улучшению качества кристалла.
Аргоновая система
Аргоновая система играет роль в защите и регулировании давления в печи монокристаллической печи. После вакуумирования в печь заливается аргон высокой чистоты (чистота должна быть выше 6 9). С одной стороны, это может предотвратить попадание наружного воздуха в печь и предотвратить окисление кремниевых материалов; с другой стороны, заполнение газообразным аргоном может поддерживать стабильное давление в печи и обеспечивать подходящее давление для роста кристаллов. Кроме того, поток газообразного аргона также может отводить тепло, выделяющееся в процессе роста кристаллов, играя определенную охлаждающую роль.
Система водяного охлаждения
Функция системы водяного охлаждения заключается в охлаждении различных высокотемпературных компонентов монокристаллической печи для обеспечения нормальной работы и срока службы оборудования. Во время работы монокристаллической печи нагреватель,тигель, электрод и другие компоненты будут выделять много тепла. Если их вовремя не охладить, оборудование перегреется, деформируется или даже выйдет из строя. Система водяного охлаждения отводит тепло этих компонентов путем циркуляции охлаждающей воды, поддерживая температуру оборудования в безопасном диапазоне. В то же время система водяного охлаждения также может помочь в регулировании температуры в печи для повышения точности контроля температуры.
Электрическая система управления
Система электрического управления является «мозгом» монокристаллической печи, отвечающим за контроль и управление работой всего оборудования. Он может получать сигналы от различных датчиков, таких как датчики температуры, датчики давления, датчики положения и т. д., а также координировать и управлять системой механической трансмиссии, системой контроля температуры нагрева, вакуумной системой, аргоновой системой и системой водяного охлаждения на основе этих сигналов. Например, во время процесса выращивания кристаллов электрическая система управления может автоматически регулировать мощность нагрева в соответствии с температурным сигналом, поступающим от датчика температуры; В зависимости от роста кристалла он может контролировать скорость движения и угол вращения затравочного кристалла и тигля. В то же время электрическая система управления также имеет функции диагностики неисправностей и сигнализации, которые позволяют вовремя обнаружить ненормальные состояния оборудования и обеспечить безопасную эксплуатацию оборудования.
Время публикации: 23 сентября 2024 г.