Монокристалната пещ е устройство, което използваграфитен нагревателда разтопява поликристални силициеви материали в среда на инертен газ (аргон) и използва метода на Чохралски за отглеждане на недислокирани монокристали. Състои се главно от следните системи:
Механична трансмисионна система
Механичната предавателна система е основната операционна система на монокристалната пещ, която е отговорна главно за контрола на движението на кристалите и...тигли, включително повдигането и въртенето на зародишните кристали и повдигането и въртенето натиглиСистемата може точно да регулира параметри като позиция, скорост и ъгъл на въртене на кристалите и тигелите, за да осигури плавно протичане на процеса на растеж на кристалите. Например, в различни етапи на растеж на кристалите, като например образуване на засяване, образуване на шийка, извиване на рамене, растеж с еднакъв диаметър и образуване на опашка, движението на зародишните кристали и тигелите трябва да бъде точно контролирано от тази система, за да отговаря на изискванията на процеса на растеж на кристалите.
Система за контрол на температурата на отопление
Това е една от основните системи на монокристалната пещ, която се използва за генериране на топлина и прецизен контрол на температурата в пещта. Състои се главно от компоненти като нагреватели, температурни сензори и температурни регулатори. Нагревателят обикновено е изработен от материали като високочист графит. След като променливият ток се трансформира и намали, за да се увеличи токът, нагревателят генерира топлина, за да разтопи поликристални материали като полисилиций в тигела. Температурният сензор следи температурните промени в пещта в реално време и предава температурния сигнал към температурния регулатор. Температурният регулатор контролира точно нагревателната мощност според зададените температурни параметри и температурния сигнал за обратна връзка, като по този начин поддържа стабилността на температурата в пещта и осигурява подходяща температурна среда за растеж на кристали.
Вакуумна система
Основната функция на вакуумната система е да създава и поддържа вакуумна среда в пещта по време на процеса на растеж на кристали. Въздухът и примесните газове в пещта се отстраняват чрез вакуумни помпи и друго оборудване, за да се постигне изключително ниско налягане на газа в пещта, обикновено под 5TOR (torr). Това може да предотврати окисляването на силициевия материал при високи температури и да гарантира чистотата и качеството на растежа на кристали. В същото време вакуумната среда е благоприятна за отстраняване на летливите примеси, генерирани по време на процеса на растеж на кристали, и за подобряване на качеството на кристала.
Аргонова система
Аргоновата система играе роля в защитата и регулирането на налягането в пещта за монокристали. След вакуумиране, пещта се пълни с високочист аргонов газ (чистотата трябва да бъде над 6,9). От една страна, това може да предотврати навлизането на външен въздух в пещта и да предотврати окисляването на силициевите материали; от друга страна, пълненето с аргонов газ може да поддържа стабилно налягане в пещта и да осигури подходяща среда за растеж на кристали. Освен това, потокът от аргонов газ може също да отвежда топлината, генерирана по време на процеса на растеж на кристали, играейки известна охлаждаща роля.
Система за водно охлаждане
Функцията на системата за водно охлаждане е да охлажда различните високотемпературни компоненти на монокристалната пещ, за да осигури нормална работа и експлоатационен живот на оборудването. По време на работа на монокристалната пещ, нагревателят,тигел, електродът и други компоненти ще генерират много топлина. Ако не се охладят навреме, оборудването ще прегрее, деформира или дори ще се повреди. Системата за водно охлаждане отвежда топлината от тези компоненти чрез циркулация на охлаждаща вода, за да поддържа температурата на оборудването в безопасен диапазон. В същото време системата за водно охлаждане може също да помогне за регулиране на температурата в пещта, за да подобри точността на контрола на температурата.
Електрическа система за управление
Електрическата система за управление е „мозъкът“ на монокристалната пещ, отговорна за наблюдението и контрола на работата на цялото оборудване. Тя може да приема сигнали от различни сензори, като температурни сензори, сензори за налягане, сензори за позиция и др., и да координира и контролира механичната трансмисионна система, системата за контрол на температурата на нагряване, вакуумната система, аргоновата система и системата за водно охлаждане въз основа на тези сигнали. Например, по време на процеса на растеж на кристали, електрическата система за управление може автоматично да регулира мощността на нагряване според температурния сигнал, подаден обратно от температурния сензор; в зависимост от растежа на кристала, тя може да контролира скоростта на движение и ъгъла на въртене на зародишния кристал и тигела. В същото време, електрическата система за управление има и функции за диагностика на повреди и аларма, които могат да открият анормални състояния на оборудването навреме и да осигурят безопасната му работа.
Време на публикуване: 23 септември 2024 г.