Kristal bakarreko labea erabiltzen duen gailua dagrafito berogailuasilizio polikristalinozko materialak gas geldo (argon) ingurune batean urtzeko eta Czochralski metodoa erabiltzen du kristal bakarreko dislokaziorik gabekoak hazteko. Batez ere, honako sistemek osatzen dute:
Transmisio mekanikoaren sistema
Kristal bakarreko labearen oinarrizko funtzionamendu-sistema transmisio mekanikoa da, eta kristalen mugimendua kontrolatzeaz arduratzen da batez ere.gurutzak, hazi-kristalen altxatzea eta biraketa eta -ren altxatzea eta biraketa barnegurutzakKristalen eta gurutzen posizioa, abiadura eta biraketa angelua bezalako parametroak zehaztasunez doi ditzake kristalen hazkuntza-prozesuaren aurrerapen leuna bermatzeko. Adibidez, kristalen hazkuntza-etapa desberdinetan, hala nola ereitea, lepoa, sorbalda, diametro berdineko hazkuntza eta isatsa, hazi-kristalen eta gurutzen mugimendua zehaztasunez kontrolatu behar du sistema honek kristalen hazkuntza-prozesuaren eskakizunak betetzeko.
Berogailuaren tenperatura kontrolatzeko sistema
Kristal bakarreko labearen oinarrizko sistemetako bat da hau, beroa sortzeko eta labeko tenperatura zehaztasunez kontrolatzeko erabiltzen dena. Batez ere berogailu, tenperatura sentsore eta tenperatura kontrolatzaile bezalako osagaiez osatuta dago. Berogailua normalean grafito purua bezalako materialez egina dago. Korronte alternoa eraldatu eta murriztu ondoren korrontea handitzeko, berogailuak beroa sortzen du polikristalino materialak, hala nola polisilizioa, urtzeko gurutzean. Tenperatura sentsoreak labeko tenperatura aldaketak denbora errealean kontrolatzen ditu eta tenperatura seinalea tenperatura kontrolatzailera transmititzen du. Tenperatura kontrolatzaileak berokuntza potentzia zehaztasunez kontrolatzen du ezarritako tenperatura parametroen eta feedback tenperatura seinalearen arabera, horrela labeko tenperaturaren egonkortasuna mantenduz eta kristalen hazkuntzarako tenperatura ingurune egokia eskainiz.
Hutsune sistema
Hutsune-sistemaren funtzio nagusia labean hutsune-ingurune bat sortzea eta mantentzea da kristalen hazkuntza-prozesuan zehar. Labeko airea eta ezpurutasun-gasak hutsune-ponpen eta beste ekipamendu batzuen bidez ateratzen dira, labeko gas-presioa oso maila baxu batera iristeko, oro har 5TOR (torr) azpitik. Horrek siliziozko materiala tenperatura altuetan oxidatzea eragotzi dezake eta kristalen hazkuntzaren purutasuna eta kalitatea bermatu. Aldi berean, hutsune-inguruneak kristalen hazkuntza-prozesuan sortutako ezpurutasun lurrunkorrak kentzeko eta kristalaren kalitatea hobetzeko ere balio du.
Argon sistema
Argon sistemak labeko presioa babesten eta erregulatzen du kristal bakarreko labean. Hutsean sartu ondoren, purutasun handiko argon gasa (purutasuna 6,9tik gorakoa izan behar da) sartzen da labean. Alde batetik, kanpoko airea labera sartzea eta siliziozko materialak oxidatzea eragozten du; bestetik, argon gasarekin betetzeak labeko presioa egonkor mantentzen du eta kristalen hazkuntzarako presio-ingurune egokia eskaintzen du. Gainera, argon gasaren fluxuari esker, kristalen hazkuntza-prozesuan sortutako beroa ere xurgatu daiteke, hozte-rol jakin bat jokatuz.
Ura hozteko sistema
Ur bidezko hozte-sistemaren funtzioa kristal bakarreko labearen tenperatura altuko osagai desberdinak hoztea da, ekipamenduaren funtzionamendu normala eta bizitza erabilgarria bermatzeko. Kristal bakarreko labearen funtzionamenduan zehar, berogailua,gurutze, elektrodoak eta beste osagai batzuek bero asko sortuko dute. Garaiz hozten ez badira, ekipoa gehiegi berotu, deformatu edo kaltetu ere egingo da. Uraren bidezko hozte-sistemak osagai horien beroa kentzen du hozte-ura zirkulatuz, ekipoaren tenperatura tarte seguru batean mantentzeko. Aldi berean, uraren bidezko hozte-sistemak labeko tenperatura doitzen ere lagun dezake tenperatura-kontrolaren zehaztasuna hobetzeko.
Kontrol sistema elektrikoa
Kontrol sistema elektrikoa kristal bakarreko labearen "garuna" da, ekipamendu osoaren funtzionamendua monitorizatu eta kontrolatzeaz arduratzen dena. Hainbat sentsoretatik seinaleak jaso ditzake, hala nola tenperatura sentsoreetatik, presio sentsoreetatik, posizio sentsoreetatik, etab., eta transmisio mekanikoaren sistema, berokuntza tenperaturaren kontrol sistema, huts sistema, argon sistema eta ur hozte sistema koordinatu eta kontrolatu ditzake seinale horien arabera. Adibidez, kristalaren hazkuntza prozesuan, kontrol sistema elektrikoak automatikoki doi dezake berokuntza potentzia tenperatura sentsoreak itzultzen duen tenperatura seinalearen arabera; kristalaren hazkuntzaren arabera, hazi kristalaren eta gurutzaduraren mugimendu abiadura eta biraketa angelua kontrola ditzake. Aldi berean, kontrol sistema elektrikoak akatsen diagnostiko eta alarma funtzioak ere baditu, ekipamenduaren egoera anormalak garaiz detektatu eta ekipamenduaren funtzionamendu segurua bermatzeko.
Argitaratze data: 2024ko irailaren 23a