Un horno monocristal es un dispositivo que utiliza uncalentador de grafitoFunde materiales de silicio policristalino en un entorno de gas inerte (argón) y utiliza el método Czochralski para el crecimiento de monocristales no dislocados. Se compone principalmente de los siguientes sistemas:
Sistema de transmisión mecánica
El sistema de transmisión mecánica es el sistema operativo básico del horno monocristal, que es el principal responsable de controlar el movimiento de los cristales ycrisoles, incluyendo la elevación y rotación de cristales semilla y la elevación y rotación decrisolesPermite ajustar con precisión parámetros como la posición, la velocidad y el ángulo de rotación de los cristales y crisoles para garantizar el correcto desarrollo del proceso de crecimiento cristalino. Por ejemplo, en diferentes etapas de crecimiento cristalino, como la siembra, el estrechamiento, el hombro, el crecimiento de diámetros iguales y la formación de colas, este sistema debe controlar con precisión el movimiento de los cristales semilla y los crisoles para cumplir con los requisitos del proceso de crecimiento cristalino.
Sistema de control de temperatura de calefacción
Este es uno de los sistemas principales del horno monocristalino, que genera calor y controla con precisión la temperatura. Está compuesto principalmente por componentes como calentadores, sensores y controladores de temperatura. El calentador suele estar hecho de materiales como grafito de alta pureza. Tras transformar y reducir la corriente alterna para aumentarla, el calentador genera calor para fundir materiales policristalinos como el polisilicio en el crisol. El sensor de temperatura monitoriza los cambios de temperatura en el horno en tiempo real y transmite la señal al controlador. Este controla con precisión la potencia de calentamiento según los parámetros de temperatura establecidos y la señal de retroalimentación, manteniendo así la estabilidad de la temperatura en el horno y proporcionando un entorno de temperatura adecuado para el crecimiento de los cristales.
Sistema de vacío
La función principal del sistema de vacío es crear y mantener un ambiente de vacío en el horno durante el proceso de crecimiento de cristales. El aire y las impurezas del horno se extraen mediante bombas de vacío y otros equipos para que la presión del gas alcance un nivel extremadamente bajo, generalmente inferior a 5 TOR (torr). Esto evita la oxidación del silicio a altas temperaturas y garantiza la pureza y la calidad del crecimiento de los cristales. Al mismo tiempo, el ambiente de vacío también favorece la eliminación de las impurezas volátiles generadas durante el proceso de crecimiento de los cristales y mejora su calidad.
Sistema de argón
El sistema de argón contribuye a la protección y regulación de la presión en el horno monocristalino. Tras el vacío, se introduce gas argón de alta pureza (superior a 6,9). Por un lado, impide la entrada de aire exterior y la oxidación de los materiales de silicio; por otro, el aporte de argón mantiene estable la presión en el horno y proporciona un entorno de presión adecuado para el crecimiento de los cristales. Además, el flujo de argón absorbe el calor generado durante el proceso de crecimiento de los cristales, lo que contribuye a la refrigeración.
Sistema de refrigeración por agua
La función del sistema de refrigeración por agua es enfriar los diversos componentes de alta temperatura del horno monocristalino para garantizar el funcionamiento normal y la vida útil del equipo. Durante el funcionamiento del horno monocristalino, el calentador,crisolLos electrodos y otros componentes generan mucho calor. Si no se enfrían a tiempo, el equipo se sobrecalentará, se deformará o incluso se dañará. El sistema de refrigeración por agua disipa el calor de estos componentes mediante la circulación de agua de refrigeración para mantener la temperatura del equipo dentro de un rango seguro. Asimismo, el sistema de refrigeración por agua también ayuda a ajustar la temperatura del horno para mejorar la precisión del control de temperatura.
Sistema de control eléctrico
El sistema de control eléctrico es el "cerebro" del horno monocristalino, responsable de supervisar y controlar el funcionamiento de todo el equipo. Recibe señales de diversos sensores, como sensores de temperatura, presión y posición, y, basándose en estas señales, coordina y controla el sistema de transmisión mecánica, el sistema de control de temperatura de calentamiento, el sistema de vacío, el sistema de argón y el sistema de refrigeración por agua. Por ejemplo, durante el proceso de crecimiento del cristal, el sistema de control eléctrico ajusta automáticamente la potencia de calentamiento según la señal de temperatura recibida por el sensor; en función del crecimiento del cristal, controla la velocidad de movimiento y el ángulo de rotación del cristal semilla y del crisol. Asimismo, el sistema de control eléctrico cuenta con funciones de diagnóstico de fallos y alarma, que detectan a tiempo anomalías en el equipo y garantizan su funcionamiento seguro.
Hora de publicación: 23 de septiembre de 2024