Монокристалічна піч - це пристрій, який використовує aграфітовий нагрівачдля плавлення полікристалічних кремнієвих матеріалів у середовищі інертного газу (аргону) і використовує метод Чохральського для вирощування недислокованих монокристалів. В основному він складається з таких систем:
Механічна система передачі
Механічна система трансмісії є основною операційною системою монокристалічної печі, яка в основному відповідає за керування рухом кристалів ітиглі, включаючи підйом і обертання затравкових кристалів, а також підйом і обертаннятиглі. Він може точно регулювати такі параметри, як положення, швидкість і кут обертання кристалів і тиглів, щоб забезпечити плавний хід процесу росту кристалів. Наприклад, на різних стадіях росту кристалів, таких як затравка, шийка, плечі, ріст рівного діаметру та хвости, рух затравкових кристалів і тиглів має точно контролюватися цією системою, щоб відповідати вимогам процесу росту кристалів.
Система контролю температури опалення
Це одна з основних систем монокристалічної печі, яка використовується для генерації тепла та точного контролю температури в печі. В основному він складається з таких компонентів, як нагрівачі, датчики температури та регулятори температури. Нагрівач зазвичай виготовляється з таких матеріалів, як високочистий графіт. Після того, як змінний струм трансформується та зменшується для збільшення струму, нагрівач генерує тепло для плавлення полікристалічних матеріалів, таких як полікремній, у тиглі. Датчик температури відстежує зміни температури в печі в режимі реального часу і передає сигнал температури на терморегулятор. Терморегулятор точно контролює потужність нагріву відповідно до заданих температурних параметрів і сигналу температури зворотного зв'язку, тим самим підтримуючи стабільність температури в печі і забезпечуючи відповідне температурне середовище для росту кристалів.
Вакуумна система
Основною функцією вакуумної системи є створення та підтримка вакуумного середовища в печі під час процесу росту кристалів. Повітря та гази-домішки в печі витягуються за допомогою вакуумних насосів та іншого обладнання, щоб тиск газу в печі досягав надзвичайно низького рівня, як правило, нижче 5TOR (торр). Це може запобігти окисленню кремнієвого матеріалу при високих температурах і забезпечити чистоту та якість росту кристалів. У той же час вакуумне середовище також сприяє видаленню летких домішок, що утворюються в процесі росту кристала, і покращенню якості кристала.
Аргонова система
Система аргону відіграє роль у захисті та регулюванні тиску в печі в монокристалічній печі. Після вакуумування в піч заливають газ аргон високої чистоти (чистота повинна бути вище 6 9). З одного боку, це може запобігти проникненню зовнішнього повітря в піч і запобігти окисленню кремнієвих матеріалів; з іншого боку, заповнення газоподібним аргоном може підтримувати стабільний тиск у печі та забезпечувати відповідне середовище тиску для росту кристалів. Крім того, потік газу аргону також може забирати тепло, що утворюється під час процесу росту кристала, відіграючи певну роль охолодження.
Система водяного охолодження
Функція системи водяного охолодження полягає в охолодженні різних високотемпературних компонентів монокристалічної печі для забезпечення нормальної роботи та терміну служби обладнання. Під час роботи монокристалічної печі нагрівач,тигель, електрод та інші компоненти будуть виділяти багато тепла. Якщо їх вчасно не охолодити, техніка перегріється, деформується або навіть пошкодиться. Система водяного охолодження відводить тепло цих компонентів шляхом циркуляції охолоджувальної води, щоб підтримувати температуру обладнання в безпечному діапазоні. У той же час система водяного охолодження також може допомогти регулювати температуру в печі, щоб підвищити точність контролю температури.
Електрична система управління
Електрична система управління є «мозком» монокристалічної печі, відповідальною за моніторинг і контроль роботи всього обладнання. Він може отримувати сигнали від різних датчиків, таких як датчики температури, датчики тиску, датчики положення тощо, а також координувати та керувати системою механічної трансмісії, системою контролю температури нагріву, вакуумною системою, аргоновою системою та системою водяного охолодження на основі цих сигналів. Наприклад, під час процесу росту кристалів електрична система керування може автоматично регулювати потужність нагріву відповідно до температурного сигналу, який подається датчиком температури; відповідно до зростання кристала, він може контролювати швидкість руху та кут обертання кристала насіння та тигля. У той же час система електричного управління також має функції діагностики несправностей і сигналізації, які можуть вчасно виявити ненормальні умови обладнання та забезпечити безпечну роботу обладнання.
Час публікації: 23 вересня 2024 р