کوره تک کریستالی دستگاهی است که با استفاده از ...بخاری گرافیتیبرای ذوب مواد سیلیکونی پلی کریستالی در محیط گاز بیاثر (آرگون) و با استفاده از روش چکرالسکی، تک کریستالهای غیرجابجا شده را رشد میدهد. این روش عمدتاً از سیستمهای زیر تشکیل شده است:
سیستم انتقال قدرت مکانیکی
سیستم انتقال مکانیکی، سیستم عامل اساسی کوره تک کریستال است که عمدتاً مسئول کنترل حرکت کریستالها وبوتههاشامل بلند کردن و چرخش کریستالهای دانهای و بلند کردن و چرخشبوتههااین سیستم میتواند پارامترهایی مانند موقعیت، سرعت و زاویه چرخش کریستالها و بوتهها را به طور دقیق تنظیم کند تا پیشرفت روان فرآیند رشد کریستال را تضمین کند. به عنوان مثال، در مراحل مختلف رشد کریستال مانند دانهبندی، گلویی شدن، شانهای شدن، رشد قطری برابر و دنبالهدار شدن، حرکت کریستالهای دانهای و بوتهها باید به طور دقیق توسط این سیستم کنترل شود تا الزامات فرآیند رشد کریستال برآورده شود.
سیستم کنترل دمای گرمایش
این یکی از سیستمهای اصلی کوره تک کریستالی است که برای تولید گرما و کنترل دقیق دما در کوره استفاده میشود. این سیستم عمدتاً از اجزایی مانند گرمکنها، حسگرهای دما و کنترلکنندههای دما تشکیل شده است. گرمکن معمولاً از موادی مانند گرافیت با خلوص بالا ساخته میشود. پس از تبدیل و کاهش جریان متناوب برای افزایش جریان، گرمکن گرما را برای ذوب مواد پلی کریستالی مانند پلی سیلیکون در بوته تولید میکند. حسگر دما تغییرات دما در کوره را به صورت بلادرنگ رصد میکند و سیگنال دما را به کنترلکننده دما منتقل میکند. کنترلکننده دما، توان گرمایش را با توجه به پارامترهای دمایی تنظیم شده و سیگنال دمای بازخورد، به طور دقیق کنترل میکند و در نتیجه پایداری دما در کوره را حفظ کرده و محیط دمایی مناسبی را برای رشد کریستال فراهم میکند.
سیستم خلاء
وظیفه اصلی سیستم خلاء، ایجاد و حفظ محیط خلاء در کوره در طول فرآیند رشد کریستال است. هوا و گازهای ناخالصی موجود در کوره از طریق پمپهای خلاء و سایر تجهیزات استخراج میشوند تا فشار گاز در کوره به سطح بسیار پایینی، عموماً زیر 5TOR (torr) برسد. این امر میتواند از اکسید شدن مواد سیلیکونی در دماهای بالا جلوگیری کرده و خلوص و کیفیت رشد کریستال را تضمین کند. در عین حال، محیط خلاء همچنین برای حذف ناخالصیهای فرار تولید شده در طول فرآیند رشد کریستال و بهبود کیفیت کریستال مفید است.
سیستم آرگون
سیستم آرگون در کوره تک کریستالی نقش محافظت و تنظیم فشار در کوره را ایفا میکند. پس از خلاء، گاز آرگون با خلوص بالا (خلوص باید بالای 6.9 باشد) به داخل کوره پر میشود. از یک طرف، میتواند از ورود هوای بیرون به کوره جلوگیری کند و از اکسید شدن مواد سیلیکونی جلوگیری کند. از طرف دیگر، پر کردن گاز آرگون میتواند فشار کوره را پایدار نگه دارد و محیط فشار مناسبی را برای رشد کریستال فراهم کند. علاوه بر این، جریان گاز آرگون همچنین میتواند گرمای تولید شده در طول فرآیند رشد کریستال را از بین ببرد و نقش خنککننده خاصی را ایفا کند.
سیستم خنک کننده آب
وظیفه سیستم خنککننده آبی، خنک کردن اجزای مختلف کوره تک کریستال با دمای بالا است تا عملکرد طبیعی و عمر مفید تجهیزات تضمین شود. در طول کارکرد کوره تک کریستال، بخاری،بوته، الکترود و سایر اجزا گرمای زیادی تولید میکنند. اگر به موقع خنک نشوند، تجهیزات بیش از حد گرم میشوند، تغییر شکل میدهند یا حتی آسیب میبینند. سیستم خنککننده آبی با گردش آب خنککننده، گرمای این اجزا را از بین میبرد تا دمای تجهیزات را در محدوده ایمن نگه دارد. در عین حال، سیستم خنککننده آبی میتواند به تنظیم دما در کوره نیز کمک کند تا دقت کنترل دما بهبود یابد.
سیستم کنترل الکتریکی
سیستم کنترل الکتریکی "مغز" کوره تک کریستالی است که وظیفه نظارت و کنترل عملکرد کل تجهیزات را بر عهده دارد. این سیستم میتواند سیگنالهایی را از سنسورهای مختلف مانند سنسورهای دما، سنسورهای فشار، سنسورهای موقعیت و غیره دریافت کند و سیستم انتقال مکانیکی، سیستم کنترل دمای گرمایش، سیستم خلاء، سیستم آرگون و سیستم خنککننده آب را بر اساس این سیگنالها هماهنگ و کنترل کند. به عنوان مثال، در طول فرآیند رشد کریستال، سیستم کنترل الکتریکی میتواند به طور خودکار توان گرمایش را مطابق با سیگنال دمایی که توسط سنسور دما ارسال میشود، تنظیم کند. با توجه به رشد کریستال، میتواند سرعت حرکت و زاویه چرخش کریستال بذر و بوته را کنترل کند. در عین حال، سیستم کنترل الکتریکی همچنین دارای عملکردهای تشخیص خطا و هشدار است که میتواند شرایط غیرعادی تجهیزات را به موقع تشخیص داده و عملکرد ایمن تجهیزات را تضمین کند.
زمان ارسال: ۲۳ سپتامبر ۲۰۲۴