Monokristalinė krosnis yra įrenginys, kuriame naudojamagrafito šildytuvaspolikristalinių silicio medžiagų lydymui inertinių dujų (argono) aplinkoje ir nedislokuotų monokristalų auginimui naudoja Čochralskio metodą. Jį daugiausia sudaro šios sistemos:
Mechaninė transmisijos sistema
Mechaninė transmisijos sistema yra pagrindinė monokristalinės krosnies operacinė sistema, kuri daugiausia atsakinga už kristalų judėjimo valdymą irtigliai, įskaitant sėklų kristalų kėlimą ir sukimąsi bei kėlimą ir sukimąsitigliaiJis gali tiksliai reguliuoti tokius parametrus kaip kristalų ir tiglių padėtis, greitis ir sukimosi kampas, kad būtų užtikrintas sklandus kristalų augimo procesas. Pavyzdžiui, skirtinguose kristalų augimo etapuose, tokiuose kaip sėjimas, kaklelis, pečių susidarymas, vienodo skersmens augimas ir uodegos susidarymas, ši sistema turi tiksliai valdyti sėjimo kristalų ir tiglių judėjimą, kad būtų patenkinti kristalų augimo proceso reikalavimai.
Šildymo temperatūros reguliavimo sistema
Tai viena iš pagrindinių monokristalinės krosnies sistemų, naudojama šilumai generuoti ir tiksliai reguliuoti temperatūrą krosnyje. Ją daugiausia sudaro tokie komponentai kaip šildytuvai, temperatūros jutikliai ir temperatūros reguliatoriai. Šildytuvas paprastai pagamintas iš tokių medžiagų kaip didelio grynumo grafitas. Kintamoji srovė transformuojama ir sumažinama, kad padidėtų srovė, šildytuvas generuoja šilumą polikristalinėms medžiagoms, tokioms kaip polikristalinis silicis, išlydyti tiglyje. Temperatūros jutiklis realiuoju laiku stebi temperatūros pokyčius krosnyje ir perduoda temperatūros signalą temperatūros reguliatoriui. Temperatūros reguliatorius tiksliai valdo šildymo galią pagal nustatytus temperatūros parametrus ir grįžtamojo ryšio temperatūros signalą, taip palaikydamas krosnies temperatūros stabilumą ir užtikrindamas tinkamą temperatūros aplinką kristalams augti.
Vakuuminė sistema
Pagrindinė vakuuminės sistemos funkcija – sukurti ir palaikyti vakuuminę aplinką krosnyje kristalų augimo proceso metu. Oras ir priemaišų dujos iš krosnies išsiurbiamos vakuuminiais siurbliais ir kita įranga, kad dujų slėgis krosnyje pasiektų itin žemą lygį, paprastai mažesnį nei 5 TOR (torai). Tai gali užkirsti kelią silicio medžiagos oksidacijai aukštoje temperatūroje ir užtikrinti kristalų augimo grynumą bei kokybę. Tuo pačiu metu vakuuminė aplinka taip pat padeda pašalinti lakias priemaišas, susidariusias kristalų augimo proceso metu, ir pagerinti kristalų kokybę.
Argono sistema
Argono sistema atlieka apsauginį ir slėgį monokristalinėje krosnyje reguliuojantį vaidmenį. Po vakuumavimo į krosnį pripilamos labai grynos argono dujos (grynumas turi būti didesnis nei 6,9). Viena vertus, tai gali užkirsti kelią išorinio oro patekimui į krosnį ir neleisti silicio medžiagoms oksiduotis; kita vertus, argono dujų pripildymas gali palaikyti stabilų slėgį krosnyje ir sudaryti tinkamą slėgio aplinką kristalams augti. Be to, argono dujų srautas taip pat gali pašalinti kristalų augimo proceso metu susidariusią šilumą, atlikdamas tam tikrą aušinimo vaidmenį.
Vandens aušinimo sistema
Vandens aušinimo sistemos funkcija yra aušinti įvairius aukštos temperatūros monokristalinės krosnies komponentus, kad būtų užtikrintas normalus įrangos veikimas ir tarnavimo laikas. Monokristalinės krosnies veikimo metu šildytuvas,tiglis, elektrodas ir kiti komponentai generuos daug šilumos. Jei jie nebus laiku atvėsinti, įranga perkais, deformuosis ar net bus pažeista. Vandens aušinimo sistema pašalina šių komponentų šilumą cirkuliuodama aušinimo vandenį, kad įrangos temperatūra būtų saugi. Tuo pačiu metu vandens aušinimo sistema taip pat gali padėti reguliuoti temperatūrą krosnyje, kad būtų pagerintas temperatūros reguliavimo tikslumas.
Elektros valdymo sistema
Elektrinė valdymo sistema yra monokristalinės krosnies „smegenys“, atsakingos už visos įrangos veikimo stebėjimą ir valdymą. Ji gali priimti signalus iš įvairių jutiklių, tokių kaip temperatūros jutikliai, slėgio jutikliai, padėties jutikliai ir kt., ir, remdamasi šiais signalais, koordinuoti bei valdyti mechaninės transmisijos sistemą, šildymo temperatūros valdymo sistemą, vakuuminę sistemą, argono sistemą ir vandens aušinimo sistemą. Pavyzdžiui, kristalo augimo proceso metu elektrinė valdymo sistema gali automatiškai reguliuoti šildymo galią pagal temperatūros signalą, gaunamą iš temperatūros jutiklio; pagal kristalo augimą ji gali valdyti sėklų kristalo ir tiglio judėjimo greitį ir sukimosi kampą. Tuo pačiu metu elektrinė valdymo sistema taip pat turi gedimų diagnostikos ir signalizacijos funkcijas, kurios gali laiku aptikti neįprastas įrangos sąlygas ir užtikrinti saugų įrangos veikimą.
Įrašo laikas: 2024 m. rugsėjo 23 d.