단결정로는 다음을 사용하는 장치입니다.흑연 히터불활성 기체(아르곤) 환경에서 다결정 실리콘 재료를 용융시키고, 초크랄스키법을 이용하여 전위가 없는 단결정을 성장시키는 공정입니다. 주로 다음과 같은 시스템으로 구성됩니다.
기계식 변속 시스템
기계식 구동 시스템은 단결정로의 기본 작동 시스템으로, 주로 결정의 이동을 제어하는 역할을 합니다.도가니종자 결정의 들어올리기와 회전, 그리고 들어올리기와 회전을 포함합니다.도가니이 시스템은 결정과 도가니의 위치, 속도, 회전 각도 등의 매개변수를 정밀하게 조절하여 결정 성장 공정이 원활하게 진행되도록 합니다. 예를 들어, 종자 결정화, 목 형성, 어깨 형성, 등직경 성장, 꼬리 형성 등 다양한 결정 성장 단계에서 종자 결정과 도가니의 움직임을 이 시스템으로 정밀하게 제어해야 결정 성장 공정의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
난방 온도 제어 시스템
이는 단결정로의 핵심 시스템 중 하나로, 열을 발생시키고 로 내부의 온도를 정밀하게 제어하는 데 사용됩니다. 주로 히터, 온도 센서, 온도 컨트롤러 등의 구성 요소로 이루어져 있습니다. 히터는 일반적으로 고순도 흑연과 같은 재료로 만들어집니다. 교류를 변환 및 감속하여 전류를 증가시킨 후, 히터는 도가니 안의 폴리실리콘과 같은 다결정 재료를 녹이는 데 필요한 열을 발생시킵니다. 온도 센서는 로 내부의 온도 변화를 실시간으로 감지하고 온도 신호를 온도 컨트롤러로 전송합니다. 온도 컨트롤러는 설정된 온도 매개변수와 피드백 온도 신호에 따라 가열 출력을 정밀하게 제어하여 로 내부의 온도를 안정적으로 유지하고 결정 성장에 적합한 온도 환경을 제공합니다.
진공 시스템
진공 시스템의 주요 기능은 결정 성장 공정 동안 용광로 내부에 진공 환경을 조성하고 유지하는 것입니다. 진공 펌프 및 기타 장비를 통해 용광로 내부의 공기와 불순물 가스를 제거하여 용광로 내부의 가스 압력을 극히 낮은 수준, 일반적으로 5TOR(torr) 이하로 낮춥니다. 이는 고온에서 실리콘 소재의 산화를 방지하고 결정 성장의 순도와 품질을 보장합니다. 동시에 진공 환경은 결정 성장 과정에서 발생하는 휘발성 불순물을 제거하고 결정 품질을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다.
아르곤 시스템
단결정로에서 아르곤 시스템은 로 내부의 압력을 보호하고 조절하는 역할을 합니다. 진공 처리 후, 고순도 아르곤 가스(순도 6.9 이상)를 로에 주입합니다. 이는 외부 공기의 유입을 막아 실리콘 소재의 산화를 방지하는 동시에, 로 내부의 압력을 안정적으로 유지하여 결정 성장에 적합한 환경을 제공합니다. 또한, 아르곤 가스의 흐름은 결정 성장 과정에서 발생하는 열을 제거하여 냉각 효과도 제공합니다.
수냉식 시스템
수냉식 시스템의 기능은 단결정로의 다양한 고온 부품을 냉각하여 장비의 정상 작동 및 수명을 보장하는 것입니다. 단결정로 작동 중에는 히터,도가니전극 및 기타 부품들은 많은 열을 발생시킵니다. 이러한 열이 제때 냉각되지 않으면 장비가 과열되어 변형되거나 손상될 수 있습니다. 수냉식 시스템은 냉각수를 순환시켜 이러한 부품들의 열을 제거함으로써 장비의 온도를 안전한 범위 내로 유지합니다. 동시에 수냉식 시스템은 용광로 내부 온도 조절에도 도움을 주어 온도 제어의 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
전기 제어 시스템
전기 제어 시스템은 단결정로의 "두뇌" 역할을 하며, 장비 전체의 작동을 모니터링하고 제어합니다. 온도 센서, 압력 센서, 위치 센서 등 다양한 센서로부터 신호를 수신하여, 이러한 신호를 기반으로 기계식 전달 시스템, 가열 온도 제어 시스템, 진공 시스템, 아르곤 시스템, 냉각수 시스템 등을 제어합니다. 예를 들어, 결정 성장 과정에서 전기 제어 시스템은 온도 센서에서 피드백되는 온도 신호에 따라 가열 출력을 자동으로 조절할 수 있으며, 결정 성장에 따라 종자 결정과 도가니의 이동 속도 및 회전 각도를 제어할 수 있습니다. 또한, 전기 제어 시스템은 고장 진단 및 경보 기능을 갖추고 있어 장비의 이상 상태를 적시에 감지하고 안전한 작동을 보장합니다.
게시 시간: 2024년 9월 23일