En enkeltkrystalovn er en enhed, der bruger engrafitvarmerat smelte polykrystallinske siliciummaterialer i et inert gasmiljø (argon) og bruger Czochralski-metoden til at dyrke ikke-dislokerede enkeltkrystaller. Den består hovedsageligt af følgende systemer:
Mekanisk transmissionssystem
Det mekaniske transmissionssystem er det grundlæggende operativsystem i enkeltkrystalovnen, som primært er ansvarlig for at kontrollere krystallernes bevægelse ogdigler, herunder løftning og rotation af frøkrystaller og løftning og rotation afdiglerDet kan præcist justere parametre som krystallernes og diglernes position, hastighed og rotationsvinkel for at sikre en jævn fremgang i krystalvækstprocessen. For eksempel skal bevægelsen af podekrystaller og digler i forskellige krystalvækststadier, såsom såning, halsdannelse, skulderdannelse, vækst med samme diameter og haledannelse, styres nøjagtigt af dette system for at opfylde proceskravene til krystalvækst.
Varmetemperaturstyringssystem
Dette er et af kernesystemerne i enkeltkrystalovnen, der bruges til at generere varme og præcist styre temperaturen i ovnen. Den består hovedsageligt af komponenter som varmelegemer, temperatursensorer og temperaturregulatorer. Varmelegemet er normalt lavet af materialer som højrent grafit. Efter at vekselstrømmen er transformeret og reduceret for at øge strømmen, genererer varmelegemet varme til at smelte polykrystallinske materialer som polysilicium i diglen. Temperatursensoren overvåger temperaturændringerne i ovnen i realtid og sender temperatursignalet til temperaturregulatoren. Temperaturregulatoren styrer nøjagtigt varmeeffekten i henhold til de indstillede temperaturparametre og feedbacktemperatursignalet, hvorved temperaturen i ovnen opretholdes, og der skabes et passende temperaturmiljø til krystalvækst.
Vakuumsystem
Vakuumsystemets hovedfunktion er at skabe og opretholde et vakuummiljø i ovnen under krystalvækstprocessen. Luften og urenheder i ovnen udsuges gennem vakuumpumper og andet udstyr for at få gastrykket i ovnen til at nå et ekstremt lavt niveau, generelt under 5TOR (torr). Dette kan forhindre siliciummaterialet i at oxidere ved høje temperaturer og sikre renheden og kvaliteten af krystalvæksten. Samtidig er vakuummiljøet også befordrende for at fjerne flygtige urenheder, der genereres under krystalvækstprocessen, og forbedre krystallens kvalitet.
Argon-systemet
Argonsystemet spiller en rolle i at beskytte og regulere trykket i ovnen i enkeltkrystalovnen. Efter vakuumering fyldes argongas med høj renhed (renheden skal være over 6,9) i ovnen. På den ene side kan det forhindre udeluft i at trænge ind i ovnen og forhindre siliciummaterialer i at oxidere; på den anden side kan fyldningen af argongas opretholde trykket i ovnen stabilt og give et passende trykmiljø til krystalvækst. Derudover kan strømmen af argongas også fjerne den varme, der genereres under krystalvækstprocessen, og spille en vis kølende rolle.
Vandkølesystem
Vandkølesystemets funktion er at køle de forskellige højtemperaturkomponenter i enkeltkrystalovnen for at sikre udstyrets normale drift og levetid. Under enkeltkrystalovnens drift, varmelegemet,smeltedigel, elektrode og andre komponenter vil generere en masse varme. Hvis de ikke afkøles i tide, vil udstyret overophede, deformeres eller endda blive beskadiget. Vandkølesystemet fjerner varmen fra disse komponenter ved at cirkulere kølevand for at holde udstyrets temperatur inden for et sikkert område. Samtidig kan vandkølesystemet også hjælpe med at justere temperaturen i ovnen for at forbedre nøjagtigheden af temperaturreguleringen.
Elektrisk styresystem
Det elektriske styresystem er "hjernen" i enkeltkrystalovnen og er ansvarlig for at overvåge og styre hele udstyrets drift. Det kan modtage signaler fra forskellige sensorer, såsom temperatursensorer, tryksensorer, positionssensorer osv., og koordinere og styre det mekaniske transmissionssystem, varmetemperaturstyringssystemet, vakuumsystemet, argonsystemet og vandkølesystemet baseret på disse signaler. For eksempel kan det elektriske styresystem under krystalvækstprocessen automatisk justere varmeeffekten i henhold til temperatursignalet, der returneres af temperatursensoren; i henhold til krystallens vækst kan det styre bevægelseshastigheden og rotationsvinklen for podekrystallen og diglen. Samtidig har det elektriske styresystem også fejldiagnose og alarmfunktioner, som kan detektere unormale tilstande i udstyret i tide og sikre udstyrets sikre drift.
Opslagstidspunkt: 23. september 2024