단결정로는 다음을 사용하는 장치입니다.흑연 히터불활성 가스(아르곤) 환경에서 다결정 실리콘 재료를 용융하고, 초크랄스키법을 사용하여 전위가 없는 단결정을 성장시키는 공정입니다. 이 공정은 주로 다음과 같은 시스템으로 구성됩니다.
기계식 변속 시스템
기계적 전달 시스템은 단결정로의 기본 작동 시스템으로 주로 결정의 이동을 제어하는 역할을 합니다.도가니, 종자 결정의 들어올림 및 회전, 그리고도가니결정 성장 공정의 원활한 진행을 보장하기 위해 결정과 도가니의 위치, 속도, 회전 각도 등의 매개변수를 정확하게 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 시딩, 네킹, 숄더링, 동일 직경 성장, 테일링과 같은 다양한 결정 성장 단계에서 결정 성장 공정 요건을 충족하기 위해서는 이 시스템을 통해 시드 결정과 도가니의 움직임을 정확하게 제어해야 합니다.
난방 온도 조절 시스템
단결정로의 핵심 시스템 중 하나로, 열을 발생시키고 로 내부의 온도를 정밀하게 제어하는 데 사용됩니다. 주로 히터, 온도 센서, 온도 조절기 등의 부품으로 구성됩니다. 히터는 일반적으로 고순도 흑연과 같은 소재로 제작됩니다. 교류 전류를 변환하여 전류를 증가시키면 히터가 열을 발생시켜 도가니 안의 폴리실리콘과 같은 다결정 재료를 용융시킵니다. 온도 센서는 로 내부의 온도 변화를 실시간으로 모니터링하고 온도 신호를 온도 조절기로 전송합니다. 온도 조절기는 설정된 온도 매개변수와 피드백 온도 신호에 따라 가열 전력을 정밀하게 제어하여 로 내부의 온도를 안정적으로 유지하고 결정 성장에 적합한 온도 환경을 제공합니다.
진공 시스템
진공 시스템의 주요 기능은 결정 성장 공정 동안 로(furnace) 내 진공 환경을 조성하고 유지하는 것입니다. 로 내의 공기 및 불순물 가스는 진공 펌프 및 기타 장비를 통해 추출되어 로 내 가스 압력을 일반적으로 5TOR(토르) 미만의 매우 낮은 수준으로 유지합니다. 이를 통해 실리콘 소재가 고온에서 산화되는 것을 방지하고 결정 성장의 순도와 품질을 보장할 수 있습니다. 동시에, 진공 환경은 결정 성장 공정 중 생성되는 휘발성 불순물을 제거하고 결정의 품질을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다.
아르곤 시스템
아르곤 시스템은 단결정로에서 로 내부의 압력을 보호하고 조절하는 역할을 합니다. 진공 처리 후, 고순도 아르곤 가스(순도 6.9 이상)를 로 내부에 주입합니다. 아르곤 가스는 외부 공기의 유입을 차단하여 실리콘 재료의 산화를 방지합니다. 또한, 아르곤 가스 주입은 로 내부의 압력을 안정적으로 유지하고 결정 성장에 적합한 압력 환경을 제공합니다. 또한, 아르곤 가스의 흐름은 결정 성장 과정에서 발생하는 열을 제거하여 냉각 역할을 합니다.
수냉 시스템
수냉 시스템의 기능은 단결정로의 다양한 고온 부품을 냉각하여 장비의 정상적인 작동과 수명을 보장하는 것입니다. 단결정로 작동 중 히터는도가니전극 및 기타 부품은 많은 열을 발생시킵니다. 적시에 냉각되지 않으면 장비가 과열되거나 변형되거나 심지어 손상될 수 있습니다. 수냉 시스템은 냉각수를 순환시켜 이러한 부품의 열을 제거하여 장비의 온도를 안전한 범위 내로 유지합니다. 동시에, 수냉 시스템은 용광로의 온도를 조절하여 온도 제어의 정확도를 향상시키는 데에도 도움을 줄 수 있습니다.
전기 제어 시스템
전기 제어 시스템은 단결정로의 "두뇌"로서 전체 장비의 작동을 모니터링하고 제어하는 역할을 합니다. 온도 센서, 압력 센서, 위치 센서 등 다양한 센서로부터 신호를 수신하고, 이러한 신호를 기반으로 기계식 전달 시스템, 가열 온도 제어 시스템, 진공 시스템, 아르곤 시스템, 수냉 시스템을 조정하고 제어합니다. 예를 들어, 결정 성장 과정에서 전기 제어 시스템은 온도 센서에서 피드백된 온도 신호에 따라 가열 전력을 자동으로 조절하고, 결정 성장에 따라 종결정과 도가니의 이동 속도와 회전 각도를 제어할 수 있습니다. 동시에, 전기 제어 시스템은 고장 진단 및 경보 기능을 갖추고 있어 장비의 이상 상태를 적시에 감지하고 장비의 안전한 작동을 보장합니다.
게시 시간: 2024년 9월 23일