Монокристалды пеш - бұл ... пайдаланатын құрылғыграфит жылытқышыполикристалды кремний материалдарын инертті газ (аргон) ортасында балқыту және орын алмастырылмаған монокристаллдарды өсіру үшін Чохральский әдісін қолдану. Ол негізінен келесі жүйелерден тұрады:
Механикалық беріліс жүйесі
Механикалық беріліс жүйесі - бұл монокристалды пештің негізгі жұмыс жүйесі, ол негізінен кристалдардың қозғалысын басқаруға жауап береді жәнетигельдер, тұқым кристалдарын көтеру және айналдыру, сондай-ақ көтеру және айналдырутигельдерОл кристалдардың өсу процесінің бірқалыпты жүруін қамтамасыз ету үшін кристалдар мен тигельдердің орналасуы, жылдамдығы және айналу бұрышы сияқты параметрлерді дәл реттей алады. Мысалы, тұқым себу, мойынға шығу, иыққа шығу, диаметрі бірдей өсу және құйрықтан шығу сияқты кристалдардың өсу кезеңдерінде кристалдардың өсу процесінің талаптарын қанағаттандыру үшін тұқым кристалдары мен тигельдердің қозғалысын осы жүйе дәл басқаруы керек.
Жылыту температурасын басқару жүйесі
Бұл монокристалды пештің негізгі жүйелерінің бірі, ол жылу өндіру және пештегі температураны дәл басқару үшін қолданылады. Ол негізінен қыздырғыштар, температура датчиктері және температура реттегіштері сияқты компоненттерден тұрады. Қыздырғыш әдетте жоғары тазалықтағы графит сияқты материалдардан жасалады. Айнымалы ток түрлендіріліп, ток күшін арттыру үшін төмендетілгеннен кейін, қыздырғыш тигельдегі поликремний сияқты поликристалды материалдарды балқыту үшін жылу шығарады. Температура датчигі пештегі температураның өзгеруін нақты уақыт режимінде бақылайды және температура сигналын температура реттегішіне жібереді. Температура реттегіші орнатылған температура параметрлеріне және кері байланыс температура сигналына сәйкес қыздыру қуатын дәл басқарады, осылайша пештегі температураның тұрақтылығын сақтайды және кристалдардың өсуі үшін қолайлы температуралық ортаны қамтамасыз етеді.
Вакуумдық жүйе
Вакуумдық жүйенің негізгі функциясы - кристалдардың өсу процесінде пеште вакуумдық ортаны жасау және қолдау. Пештегі ауа мен қоспа газдары вакуумдық сорғылар және басқа жабдықтар арқылы алынады, бұл пештегі газ қысымын өте төмен деңгейге, әдетте 5TOR (torr)-дан төмен деңгейге жеткізеді. Бұл кремний материалының жоғары температурада тотығуына жол бермейді және кристалдардың өсуінің тазалығы мен сапасын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, вакуумдық орта кристалдардың өсу процесінде пайда болатын ұшпа қоспаларды кетіруге және кристалдың сапасын жақсартуға да қолайлы.
Аргон жүйесі
Аргон жүйесі монокристалды пештегі пештегі қысымды қорғау және реттеу рөлін атқарады. Шаңсорғышпен тазалағаннан кейін пешке жоғары тазалықтағы аргон газы (тазалық 6,9-дан жоғары болуы керек) толтырылады. Бір жағынан, ол сыртқы ауаның пешке кіруіне жол бермейді және кремний материалдарының тотығуына жол бермейді; екінші жағынан, аргон газын толтыру пештегі қысымды тұрақты ұстап, кристалдардың өсуіне қолайлы қысым ортасын қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, аргон газының ағыны кристалдардың өсуі процесінде пайда болатын жылуды алып тастай алады, белгілі бір салқындату рөлін атқарады.
Суды салқындату жүйесі
Суды салқындату жүйесінің функциясы жабдықтың қалыпты жұмысын және қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін монокристалды пештің әртүрлі жоғары температуралы компоненттерін салқындату болып табылады. Монокристалды пештің жұмысы кезінде қыздырғыш,тигель, электрод және басқа компоненттер көп жылу шығарады. Егер олар уақытында салқындатылмаса, жабдық қызып кетеді, деформацияланады немесе тіпті зақымдалады. Сумен салқындату жүйесі жабдықтың температурасын қауіпсіз диапазонда ұстап тұру үшін салқындатқыш суды айналдыру арқылы осы компоненттердің жылуын кетіреді. Сонымен қатар, сумен салқындату жүйесі температураны бақылау дәлдігін арттыру үшін пештегі температураны реттеуге де көмектесе алады.
Электрлік басқару жүйесі
Электрлік басқару жүйесі - монокристалды пештің «миы», ол бүкіл жабдықтың жұмысын бақылауға және басқаруға жауапты. Ол температура датчиктерінен, қысым датчиктерінен, позиция датчиктерінен және т.б. сияқты әртүрлі датчиктерден сигналдар қабылдай алады және осы сигналдарға негізделген механикалық беріліс жүйесін, қыздыру температурасын басқару жүйесін, вакуум жүйесін, аргон жүйесін және суды салқындату жүйесін үйлестіре және басқара алады. Мысалы, кристалды өсіру процесінде электрлік басқару жүйесі температура датчигінен берілетін температура сигналына сәйкес қыздыру қуатын автоматты түрде реттей алады; кристалдың өсуіне сәйкес ол тұқым кристалы мен тигельдің қозғалыс жылдамдығы мен айналу бұрышын басқара алады. Сонымен қатар, электрлік басқару жүйесінде ақаулықтарды диагностикалау және дабыл функциялары да бар, олар жабдықтың қалыптан тыс жағдайларын уақытында анықтай алады және жабдықтың қауіпсіз жұмысын қамтамасыз етеді.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 23 қыркүйек