Monokrystalová pec je zařízení, které používágrafitový ohřívačtavit polykrystalické křemíkové materiály v prostředí inertního plynu (argonu) a používat Czochralského metodu k pěstování nedislokovaných monokrystalů. Skládá se hlavně z následujících systémů:
Mechanický převodový systém
Mechanický převodový systém je základním operačním systémem monokrystalové pece, který je zodpovědný především za řízení pohybu krystalů akelímky, včetně zvedání a rotace zárodečných krystalů a zvedání a rotacekelímkyDokáže přesně nastavit parametry, jako je poloha, rychlost a úhel natočení krystalů a kelímků, aby byl zajištěn hladký průběh procesu růstu krystalů. Například v různých fázích růstu krystalů, jako je očkování, zúžení, opěrování, růst se stejným průměrem a chvostování, musí být pohyb semenných krystalů a kelímků tímto systémem přesně řízen, aby byly splněny procesní požadavky růstu krystalů.
Systém regulace teploty vytápění
Toto je jeden z hlavních systémů pece pro monokrystaly, který slouží k generování tepla a přesné regulaci teploty v peci. Skládá se hlavně z komponent, jako jsou ohřívače, teplotní senzory a regulátory teploty. Ohřívač je obvykle vyroben z materiálů, jako je vysoce čistý grafit. Po transformaci a snížení střídavého proudu za účelem zvýšení proudu ohřívač generuje teplo pro tavení polykrystalických materiálů, jako je polykřemík, v kelímku. Teplotní senzor monitoruje změny teploty v peci v reálném čase a přenáší teplotní signál do regulátoru teploty. Regulátor teploty přesně řídí topný výkon podle nastavených teplotních parametrů a zpětnovazebního teplotního signálu, čímž udržuje stabilitu teploty v peci a zajišťuje vhodné teplotní prostředí pro růst krystalů.
Vakuový systém
Hlavní funkcí vakuového systému je vytvoření a udržení vakuového prostředí v peci během procesu růstu krystalů. Vzduch a nečistoty z pece jsou odsávány pomocí vakuových čerpadel a dalšího zařízení, aby se tlak plynu v peci snížil na extrémně nízkou úroveň, obvykle pod 5TOR (torr). To může zabránit oxidaci křemíkového materiálu při vysokých teplotách a zajistit čistotu a kvalitu růstu krystalů. Zároveň vakuové prostředí napomáhá odstraňování těkavých nečistot vznikajících během procesu růstu krystalů a zlepšuje kvalitu krystalů.
Argonový systém
Argonový systém hraje roli v ochraně a regulaci tlaku v peci monokrystalové pece. Po odsátí vakua se do pece naplní vysoce čistý argon (čistota musí být vyšší než 6,9). Na jedné straně může zabránit vniknutí venkovního vzduchu do pece a zabránit oxidaci křemíkových materiálů; na druhé straně může naplnění argonem udržovat stabilní tlak v peci a poskytovat vhodné tlakové prostředí pro růst krystalů. Proud argonu může navíc také odvádět teplo generované během procesu růstu krystalů a hrát určitou chladicí roli.
Systém vodního chlazení
Funkcí vodního chladicího systému je chlazení různých vysokoteplotních součástí monokrystalické pece, aby se zajistil normální provoz a životnost zařízení. Během provozu monokrystalické pece, ohřívač,kelímek, elektroda a další součásti budou generovat velké množství tepla. Pokud nebudou včas ochlazeny, zařízení se přehřeje, deformuje nebo dokonce poškodí. Systém vodního chlazení odvádí teplo od těchto součástí cirkulací chladicí vody, aby se teplota zařízení udržela v bezpečném rozmezí. Zároveň může systém vodního chlazení také pomoci s úpravou teploty v peci a zlepšit tak přesnost regulace teploty.
Elektrický řídicí systém
Elektrický řídicí systém je „mozkem“ monokrystalové pece a je zodpovědný za monitorování a řízení provozu celého zařízení. Dokáže přijímat signály z různých senzorů, jako jsou teplotní senzory, tlakové senzory, senzory polohy atd., a na základě těchto signálů koordinovat a řídit systém mechanického přenosu, systém regulace teploty ohřevu, vakuový systém, argonový systém a systém vodního chlazení. Například během procesu růstu krystalů může elektrický řídicí systém automaticky upravovat výkon ohřevu podle teplotního signálu zpětně přiváděného teplotním senzorem; v závislosti na růstu krystalu může řídit rychlost pohybu a úhel natočení zárodečného krystalu a kelímku. Zároveň má elektrický řídicí systém také funkce diagnostiky poruch a alarmu, které dokáží včas detekovat abnormální stavy zařízení a zajistit jeho bezpečný provoz.
Čas zveřejnění: 23. září 2024