Jednokryštálová pec je zariadenie, ktoré využíva agrafitový ohrievačna tavenie polykryštalických kremíkových materiálov v prostredí inertného plynu (argónu) a využíva Czochralského metódu na pestovanie nedislokovaných monokryštálov. Skladá sa hlavne z nasledujúcich systémov:
Mechanický prevodový systém
Mechanický prevodový systém je základným operačným systémom monokryštálovej pece, ktorý je zodpovedný hlavne za riadenie pohybu kryštálov atéglikyvrátane zdvíhania a otáčania zárodočných kryštálov a zdvíhania a otáčaniatégliky. Dokáže presne upraviť parametre, ako je poloha, rýchlosť a uhol natočenia kryštálov a téglikov, aby sa zabezpečil hladký priebeh procesu rastu kryštálov. Napríklad v rôznych štádiách rastu kryštálov, ako je očkovanie, vytváranie hrdla, osadenie, rast s rovnakým priemerom a chvostovanie, musí byť pohyb očkovacích kryštálov a téglikov presne kontrolovaný týmto systémom, aby sa splnili procesné požiadavky na rast kryštálov.
Systém regulácie teploty vykurovania
Toto je jeden zo základných systémov monokryštálovej pece, ktorý sa používa na generovanie tepla a presné riadenie teploty v peci. Skladá sa hlavne z komponentov, ako sú ohrievače, snímače teploty a regulátory teploty. Ohrievač je zvyčajne vyrobený z materiálov, ako je vysoko čistý grafit. Potom, čo sa striedavý prúd transformuje a zníži na zvýšenie prúdu, ohrievač generuje teplo na roztavenie polykryštalických materiálov, ako je polysilikón v tégliku. Teplotný senzor sleduje zmeny teploty v peci v reálnom čase a prenáša signál teploty do regulátora teploty. Regulátor teploty presne riadi vykurovací výkon podľa nastavených teplotných parametrov a spätnoväzbového signálu teploty, čím udržuje stabilitu teploty v peci a poskytuje vhodné teplotné prostredie pre rast kryštálov.
Vákuový systém
Hlavnou funkciou vákuového systému je vytvorenie a udržiavanie vákuového prostredia v peci počas procesu rastu kryštálov. Vzduch a nečistoty v peci sú extrahované pomocou vákuových čerpadiel a iných zariadení, aby tlak plynu v peci dosiahol extrémne nízku úroveň, zvyčajne pod 5TOR (torr). To môže zabrániť oxidácii kremíkového materiálu pri vysokých teplotách a zabezpečiť čistotu a kvalitu rastu kryštálov. Súčasne vákuové prostredie tiež prispieva k odstraňovaniu prchavých nečistôt generovaných počas procesu rastu kryštálov a zlepšuje kvalitu kryštálu.
Argónový systém
Argónový systém hrá úlohu pri ochrane a regulácii tlaku v peci v monokryštálovej peci. Po vysatí sa do pece plní plynný argón vysokej čistoty (čistota musí byť nad 6 9). Na jednej strane môže zabrániť vstupu vonkajšieho vzduchu do pece a zabrániť oxidácii kremíkových materiálov; na druhej strane plnenie plynným argónom môže udržiavať tlak v peci stabilný a poskytuje vhodné tlakové prostredie pre rast kryštálov. Okrem toho môže prúd argónového plynu odoberať teplo generované počas procesu rastu kryštálov, čím zohráva určitú chladiacu úlohu.
Systém vodného chladenia
Funkciou vodného chladiaceho systému je chladiť rôzne vysokoteplotné komponenty monokryštálovej pece, aby sa zabezpečila normálna prevádzka a životnosť zariadenia. Počas prevádzky monokryštálovej pece sa ohrievač,téglik, elektróda a ďalšie komponenty budú generovať veľa tepla. Ak sa včas neochladia, zariadenie sa prehreje, zdeformuje alebo dokonca poškodí. Vodný chladiaci systém odoberá teplo týmto komponentom cirkuláciou chladiacej vody, aby sa teplota zariadenia udržala v bezpečnom rozsahu. Systém vodného chladenia môže zároveň pomôcť pri nastavovaní teploty v peci, aby sa zlepšila presnosť regulácie teploty.
Elektrický riadiaci systém
Elektrický riadiaci systém je „mozog“ monokryštálovej pece, ktorý je zodpovedný za monitorovanie a riadenie prevádzky celého zariadenia. Dokáže prijímať signály z rôznych snímačov, ako sú snímače teploty, tlakové snímače, snímače polohy atď., a na základe týchto signálov koordinovať a riadiť mechanický prevodový systém, systém riadenia teploty vykurovania, vákuový systém, argónový systém a systém vodného chladenia. Napríklad počas procesu rastu kryštálov môže elektrický riadiaci systém automaticky nastaviť vykurovací výkon podľa teplotného signálu spätne dodávaného snímačom teploty; podľa rastu kryštálu môže ovládať rýchlosť pohybu a uhol otáčania zárodočného kryštálu a téglika. Elektrický riadiaci systém má zároveň aj funkcie diagnostiky porúch a alarmu, ktoré dokážu včas odhaliť abnormálne stavy zariadenia a zabezpečiť bezpečnú prevádzku zariadenia.
Čas odoslania: 23. septembra 2024