Un forno de monocristal é un dispositivo que emprega unquentador de grafitopara fundir materiais de silicio policristalino nun ambiente de gas inerte (argon) e usa o método Czochralski para cultivar monocristais non dislocados. Está composto principalmente polos seguintes sistemas:
Sistema de transmisión mecánica
O sistema de transmisión mecánica é o sistema operativo básico do forno de monocristal, que se encarga principalmente de controlar o movemento dos cristais ecrisois, incluíndo a elevación e a rotación dos cristais sementes e a elevación e rotación decrisoisPode axustar con precisión parámetros como a posición, a velocidade e o ángulo de rotación dos cristais e crisois para garantir o progreso suave do proceso de crecemento do cristal. Por exemplo, en diferentes etapas de crecemento do cristal, como a sementeira, o estreitamento, o encaixe, o crecemento de diámetro igual e a formación de cola, o movemento dos cristais de semente e os crisois debe ser controlado con precisión por este sistema para cumprir cos requisitos do proceso de crecemento do cristal.
Sistema de control da temperatura da calefacción
Este é un dos sistemas principais do forno de monocristal, que se usa para xerar calor e controlar con precisión a temperatura no forno. Está composto principalmente por compoñentes como quentadores, sensores de temperatura e controladores de temperatura. O quentador adoita estar feito de materiais como o grafito de alta pureza. Despois de que a corrente alterna se transforme e se reduza para aumentar a corrente, o quentador xera calor para fundir materiais policristalinos como o polisilicio no crisol. O sensor de temperatura monitoriza os cambios de temperatura no forno en tempo real e transmite o sinal de temperatura ao controlador de temperatura. O controlador de temperatura controla con precisión a potencia de quecemento segundo os parámetros de temperatura establecidos e o sinal de temperatura de retroalimentación, mantendo así a estabilidade da temperatura no forno e proporcionando un ambiente de temperatura axeitado para o crecemento do cristal.
Sistema de baleiro
A función principal do sistema de baleiro é crear e manter un ambiente de baleiro no forno durante o proceso de crecemento do cristal. O aire e os gases de impurezas do forno extráense mediante bombas de baleiro e outros equipos para que a presión do gas no forno alcance un nivel extremadamente baixo, xeralmente por debaixo de 5TOR (torr). Isto pode evitar que o material de silicio se oxide a altas temperaturas e garantir a pureza e a calidade do crecemento do cristal. Ao mesmo tempo, o ambiente de baleiro tamén favorece a eliminación das impurezas volátiles xeradas durante o proceso de crecemento do cristal e a mellora da calidade do cristal.
Sistema de argón
O sistema de argón desempeña un papel na protección e regulación da presión no forno do monocristal. Despois do baleiro, engádese gas argón de alta pureza (a pureza debe ser superior a 6,9) no forno. Por unha banda, pode evitar que entre aire exterior no forno e evitar que os materiais de silicio se oxiden; por outra banda, o enchido de gas argón pode manter estable a presión no forno e proporcionar un ambiente de presión axeitado para o crecemento do cristal. Ademais, o fluxo de gas argón tamén pode eliminar a calor xerada durante o proceso de crecemento do cristal, desempeñando un certo papel de arrefriamento.
Sistema de refrixeración por auga
A función do sistema de refrixeración por auga é arrefriar os distintos compoñentes de alta temperatura do forno de monocristal para garantir o funcionamento normal e a vida útil do equipo. Durante o funcionamento do forno de monocristal, o quentador,crisol, o eléctrodo e outros compoñentes xerarán moita calor. Se non se arrefrían a tempo, o equipo sobrequentarase, deformarase ou mesmo se danará. O sistema de refrixeración por auga elimina a calor destes compoñentes facendo circular auga de refrixeración para manter a temperatura do equipo dentro dun rango seguro. Ao mesmo tempo, o sistema de refrixeración por auga tamén pode axudar a axustar a temperatura no forno para mellorar a precisión do control da temperatura.
Sistema de control eléctrico
O sistema de control eléctrico é o "cerebro" do forno de monocristal, responsable de supervisar e controlar o funcionamento de todo o equipo. Pode recibir sinais de varios sensores, como sensores de temperatura, sensores de presión, sensores de posición, etc., e coordinar e controlar o sistema de transmisión mecánica, o sistema de control de temperatura de quecemento, o sistema de baleiro, o sistema de argón e o sistema de refrixeración por auga en función destes sinais. Por exemplo, durante o proceso de crecemento do cristal, o sistema de control eléctrico pode axustar automaticamente a potencia de quecemento segundo o sinal de temperatura que recibe o sensor de temperatura; segundo o crecemento do cristal, pode controlar a velocidade de movemento e o ángulo de rotación do cristal semente e do crisol. Ao mesmo tempo, o sistema de control eléctrico tamén ten funcións de diagnóstico de fallos e alarma, que poden detectar condicións anormais do equipo a tempo e garantir o funcionamento seguro do equipo.
Data de publicación: 23 de setembro de 2024