Tungku kristal tunggal adalah perangkat yang menggunakanpemanas grafituntuk melelehkan bahan silikon polikristalin dalam lingkungan gas inert (argon) dan menggunakan metode Czochralski untuk menumbuhkan kristal tunggal yang tidak terdislokasi. Sistem ini terutama terdiri dari sistem berikut:
Sistem transmisi mekanis
Sistem transmisi mekanis adalah sistem operasi dasar tungku kristal tunggal, yang terutama bertanggung jawab untuk mengendalikan pergerakan kristal danwadah peleburan, termasuk pengangkatan dan rotasi kristal benih dan pengangkatan dan rotasiwadah peleburan. Sistem ini dapat secara akurat menyesuaikan parameter seperti posisi, kecepatan, dan sudut putaran kristal dan wadah peleburan untuk memastikan kelancaran proses pertumbuhan kristal. Misalnya, dalam berbagai tahap pertumbuhan kristal seperti penyemaian, penempelan, pemancangan, pertumbuhan diameter yang sama, dan pembuangan, pergerakan kristal benih dan wadah peleburan perlu dikontrol secara akurat oleh sistem ini untuk memenuhi persyaratan proses pertumbuhan kristal.
Sistem kontrol suhu pemanas
Ini adalah salah satu sistem inti dari tungku kristal tunggal, yang digunakan untuk menghasilkan panas dan mengontrol suhu di tungku secara akurat. Ini terutama terdiri dari komponen-komponen seperti pemanas, sensor suhu, dan pengontrol suhu. Pemanas biasanya terbuat dari bahan-bahan seperti grafit dengan kemurnian tinggi. Setelah arus bolak-balik diubah dan dikurangi untuk meningkatkan arus, pemanas menghasilkan panas untuk melelehkan bahan-bahan polikristalin seperti polisilikon di dalam wadah peleburan. Sensor suhu memantau perubahan suhu di tungku secara real time dan mengirimkan sinyal suhu ke pengontrol suhu. Pengontrol suhu secara akurat mengontrol daya pemanas sesuai dengan parameter suhu yang ditetapkan dan sinyal suhu umpan balik, dengan demikian menjaga stabilitas suhu di tungku dan menyediakan lingkungan suhu yang sesuai untuk pertumbuhan kristal.
Sistem vakum
Fungsi utama sistem vakum adalah untuk menciptakan dan mempertahankan lingkungan vakum di tungku selama proses pertumbuhan kristal. Udara dan gas pengotor di tungku diekstraksi melalui pompa vakum dan peralatan lain untuk membuat tekanan gas di tungku mencapai level yang sangat rendah, umumnya di bawah 5TOR (torr). Hal ini dapat mencegah bahan silikon teroksidasi pada suhu tinggi dan memastikan kemurnian dan kualitas pertumbuhan kristal. Pada saat yang sama, lingkungan vakum juga kondusif untuk menghilangkan pengotor volatil yang dihasilkan selama proses pertumbuhan kristal dan meningkatkan kualitas kristal.
Sistem Argon
Sistem argon berperan dalam melindungi dan mengatur tekanan di tungku pada tungku kristal tunggal. Setelah vakum, gas argon dengan kemurnian tinggi (kemurnian harus di atas 6 9) diisi ke dalam tungku. Di satu sisi, dapat mencegah udara luar masuk ke tungku dan mencegah bahan silikon teroksidasi; di sisi lain, pengisian gas argon dapat menjaga tekanan di tungku tetap stabil dan menyediakan lingkungan tekanan yang sesuai untuk pertumbuhan kristal. Selain itu, aliran gas argon juga dapat menghilangkan panas yang dihasilkan selama proses pertumbuhan kristal, memainkan peran pendinginan tertentu.
Sistem pendingin air
Fungsi sistem pendingin air adalah untuk mendinginkan berbagai komponen suhu tinggi dari tungku kristal tunggal untuk memastikan pengoperasian normal dan masa pakai peralatan. Selama pengoperasian tungku kristal tunggal, pemanas,percobaan, elektroda, dan komponen lainnya akan menghasilkan banyak panas. Jika tidak didinginkan tepat waktu, peralatan akan menjadi terlalu panas, berubah bentuk, atau bahkan rusak. Sistem pendingin air menghilangkan panas dari komponen-komponen ini dengan mengalirkan air pendingin untuk menjaga suhu peralatan dalam kisaran yang aman. Pada saat yang sama, sistem pendingin air juga dapat membantu dalam menyesuaikan suhu di tungku untuk meningkatkan akurasi kontrol suhu.
Sistem kontrol listrik
Sistem kontrol listrik adalah "otak" dari tungku kristal tunggal, yang bertanggung jawab untuk memantau dan mengendalikan pengoperasian seluruh peralatan. Sistem ini dapat menerima sinyal dari berbagai sensor, seperti sensor suhu, sensor tekanan, sensor posisi, dll., dan mengoordinasikan serta mengendalikan sistem transmisi mekanis, sistem kontrol suhu pemanas, sistem vakum, sistem argon, dan sistem pendingin air berdasarkan sinyal-sinyal ini. Misalnya, selama proses pertumbuhan kristal, sistem kontrol listrik dapat secara otomatis menyesuaikan daya pemanas sesuai dengan sinyal suhu yang diumpankan kembali oleh sensor suhu; sesuai dengan pertumbuhan kristal, sistem ini dapat mengendalikan kecepatan gerakan dan sudut rotasi kristal benih dan wadah peleburan. Pada saat yang sama, sistem kontrol listrik juga memiliki fungsi diagnosis kesalahan dan alarm, yang dapat mendeteksi kondisi peralatan yang tidak normal tepat waktu dan memastikan pengoperasian peralatan yang aman.
Waktu posting: 23-Sep-2024