Einkristallsofn er tæki sem notargrafít hitariað bræða fjölkristallað kísilefni í óvirku gasi (argon) umhverfi og notar Czochralski aðferðina til að rækta óhreyfða einkristalla. Það er aðallega samsett úr eftirfarandi kerfum:
Vélrænt flutningskerfi
Vélræna flutningskerfið er grunnstýrikerfi einkristallaofnsins, sem ber aðallega ábyrgð á að stjórna hreyfingu kristalla ogdeiglur, þar á meðal lyfting og snúningur frækristalla og lyfting og snúningurdeiglurÞað getur nákvæmlega stillt breytur eins og staðsetningu, hraða og snúningshorn kristalla og deigla til að tryggja greiða framgang kristallavaxtarferlisins. Til dæmis, á mismunandi kristallavaxtarstigum eins og sáningu, hálsmyndun, öxlmyndun, vexti með jöfnum þvermál og halamyndun, þarf þetta kerfi að stjórna hreyfingu frækristalla og deigla nákvæmlega til að uppfylla kröfur kristallavaxtarferlisins.
Hitastýringarkerfi fyrir hitun
Þetta er eitt af kjarnakerfum einkristallsofnsins, sem er notað til að mynda hita og stjórna hitastigi í ofninum nákvæmlega. Það er aðallega samsett úr íhlutum eins og hitara, hitaskynjurum og hitastýringum. Hitarinn er venjulega úr efnum eins og hágæða grafíti. Eftir að riðstraumurinn hefur verið umbreytt og minnkaður til að auka strauminn, myndar hitarinn hita til að bræða fjölkristallað efni eins og pólýsílikon í deiglunni. Hitaskynjarinn fylgist með hitastigsbreytingum í ofninum í rauntíma og sendir hitastigsmerkið til hitastýringarinnar. Hitastýringin stýrir nákvæmlega hitunarorkunni í samræmi við stilltar hitastigsbreytur og afturvirkt hitastigsmerki, og viðheldur þannig stöðugleika hitastigsins í ofninum og veitir viðeigandi hitastigsumhverfi fyrir kristallavöxt.
Tómarúmskerfi
Helsta hlutverk lofttæmiskerfisins er að skapa og viðhalda lofttæmisumhverfi í ofninum á meðan kristöllum vaxtarferlinu stendur. Loft og óhreinindi í ofninum eru soguð út með lofttæmisdælum og öðrum búnaði til að láta gasþrýstinginn í ofninum ná mjög lágu stigi, almennt undir 5TOR (torr). Þetta getur komið í veg fyrir að kísillefnið oxist við hátt hitastig og tryggt hreinleika og gæði kristöllunar. Á sama tíma er lofttæmisumhverfið einnig til þess fallið að fjarlægja rokgjörn óhreinindi sem myndast við kristöllunarferlið og bæta gæði kristöllunarinnar.
Argon kerfið
Argonkerfið gegnir hlutverki í að vernda og stjórna þrýstingnum í ofninum í einkristallaofninum. Eftir lofttæmingu er mjög hreint argongas (hreinleiki verður að vera yfir 6,9) fyllt í ofninn. Annars vegar getur það komið í veg fyrir að utanaðkomandi loft komist inn í ofninn og komið í veg fyrir að kísillefni oxist; hins vegar getur fylling argongass viðhaldið þrýstingnum í ofninum stöðugum og veitt viðeigandi þrýstiumhverfi fyrir kristallavöxt. Að auki getur flæði argongass einnig tekið burt hitann sem myndast við kristallavöxtinn og gegnt ákveðnu kælingarhlutverki.
Vatnskælikerfi
Hlutverk vatnskælikerfisins er að kæla ýmsa háhitaþætti einkristallsofnsins til að tryggja eðlilega notkun og endingartíma búnaðarins. Við notkun einkristallsofnsins er hitarinn,deigla, rafskaut og aðrir íhlutir mynda mikinn hita. Ef þeim er ekki kæld tímanlega mun búnaðurinn ofhitna, afmyndast eða jafnvel skemmast. Vatnskælikerfið tekur burt hitann úr þessum íhlutum með því að láta kælivatnið dreifa til að halda hitastigi búnaðarins innan öruggs marks. Á sama tíma getur vatnskælikerfið einnig aðstoðað við að stilla hitastigið í ofninum til að bæta nákvæmni hitastýringarinnar.
Rafstýringarkerfi
Rafstýringarkerfið er „heilinn“ í einkristallsofninum og ber ábyrgð á að fylgjast með og stjórna rekstri alls búnaðarins. Það getur tekið við merkjum frá ýmsum skynjurum, svo sem hitaskynjurum, þrýstiskynjurum, staðsetningarskynjurum o.s.frv., og samhæft og stjórnað vélrænu flutningskerfinu, hitastýringarkerfinu, lofttæmingarkerfinu, argonkerfinu og vatnskælingarkerfinu út frá þessum merkjum. Til dæmis, meðan á kristalvexti stendur, getur rafstýringarkerfið sjálfkrafa stillt hitunarorkuna í samræmi við hitastigsmerkið sem hitaskynjarinn sendir til baka; í samræmi við vöxt kristalsins getur það stjórnað hreyfingarhraða og snúningshorni frækristallsins og deiglunnar. Á sama tíma hefur rafstýringarkerfið einnig bilanagreiningu og viðvörunaraðgerðir, sem geta greint óeðlilegar aðstæður búnaðarins tímanlega og tryggt örugga notkun búnaðarins.
Birtingartími: 23. september 2024