Relau kristal tunggal ialah peranti yang menggunakanpemanas grafituntuk mencairkan bahan silikon polikristalin dalam persekitaran gas lengai (argon) dan menggunakan kaedah Czochralski untuk menumbuhkan kristal tunggal yang tidak terkehel. Ia terutamanya terdiri daripada sistem berikut:
Sistem penghantaran mekanikal
Sistem penghantaran mekanikal ialah sistem operasi asas relau kristal tunggal, yang bertanggungjawab terutamanya untuk mengawal pergerakan kristal danmangkuk pijar, termasuk pengangkatan dan putaran kristal biji benih dan pengangkatan dan putaranmangkuk pijarIa boleh melaraskan parameter seperti kedudukan, kelajuan dan sudut putaran hablur dan mangkuk pijar dengan tepat bagi memastikan kelancaran proses pertumbuhan hablur. Contohnya, dalam peringkat pertumbuhan hablur yang berbeza seperti pembenihan, pemancangan, pengacuan bahu, pertumbuhan diameter yang sama dan pengecilan, pergerakan hablur benih dan mangkuk pijar perlu dikawal dengan tepat oleh sistem ini untuk memenuhi keperluan proses pertumbuhan hablur.
Sistem kawalan suhu pemanasan
Ini merupakan salah satu sistem teras relau kristal tunggal, yang digunakan untuk menjana haba dan mengawal suhu dalam relau dengan tepat. Ia terutamanya terdiri daripada komponen seperti pemanas, sensor suhu dan pengawal suhu. Pemanas biasanya diperbuat daripada bahan seperti grafit berketulenan tinggi. Selepas arus ulang-alik diubah dan dikurangkan untuk meningkatkan arus, pemanas menjana haba untuk mencairkan bahan polikristalin seperti polisilikon dalam mangkuk pijar. Sensor suhu memantau perubahan suhu dalam relau dalam masa nyata dan menghantar isyarat suhu kepada pengawal suhu. Pengawal suhu mengawal kuasa pemanasan dengan tepat mengikut parameter suhu yang ditetapkan dan isyarat suhu maklum balas, sekali gus mengekalkan kestabilan suhu dalam relau dan menyediakan persekitaran suhu yang sesuai untuk pertumbuhan kristal.
Sistem vakum
Fungsi utama sistem vakum adalah untuk mewujudkan dan mengekalkan persekitaran vakum dalam relau semasa proses pertumbuhan kristal. Udara dan gas bendasing dalam relau diekstrak melalui pam vakum dan peralatan lain untuk menjadikan tekanan gas dalam relau mencapai tahap yang sangat rendah, biasanya di bawah 5TOR (torr). Ini dapat mencegah bahan silikon daripada teroksida pada suhu tinggi dan memastikan ketulenan dan kualiti pertumbuhan kristal. Pada masa yang sama, persekitaran vakum juga kondusif untuk menyingkirkan bendasing meruap yang dihasilkan semasa proses pertumbuhan kristal dan meningkatkan kualiti kristal.
Sistem Argon
Sistem argon memainkan peranan dalam melindungi dan mengawal tekanan dalam relau dalam relau kristal tunggal. Selepas penyedutan vakum, gas argon berketulenan tinggi (ketulenan mesti melebihi 6 9) diisi ke dalam relau. Di satu pihak, ia boleh menghalang udara luar daripada memasuki relau dan menghalang bahan silikon daripada teroksida; sebaliknya, pengisian gas argon boleh mengekalkan tekanan dalam relau yang stabil dan menyediakan persekitaran tekanan yang sesuai untuk pertumbuhan kristal. Di samping itu, aliran gas argon juga boleh menghilangkan haba yang dihasilkan semasa proses pertumbuhan kristal, memainkan peranan penyejukan tertentu.
Sistem penyejukan air
Fungsi sistem penyejukan air adalah untuk menyejukkan pelbagai komponen suhu tinggi relau kristal tunggal bagi memastikan operasi normal dan jangka hayat peralatan tersebut. Semasa operasi relau kristal tunggal, pemanas,mangkuk pijar, elektrod dan komponen lain akan menghasilkan banyak haba. Jika ia tidak disejukkan tepat pada masanya, peralatan akan terlalu panas, berubah bentuk atau rosak. Sistem penyejukan air menghilangkan haba komponen ini dengan mengedarkan air penyejuk untuk memastikan suhu peralatan berada dalam julat yang selamat. Pada masa yang sama, sistem penyejukan air juga boleh membantu melaraskan suhu dalam relau untuk meningkatkan ketepatan kawalan suhu.
Sistem kawalan elektrik
Sistem kawalan elektrik merupakan "otak" relau kristal tunggal, yang bertanggungjawab untuk memantau dan mengawal operasi keseluruhan peralatan. Ia boleh menerima isyarat daripada pelbagai sensor, seperti sensor suhu, sensor tekanan, sensor kedudukan, dan sebagainya, dan menyelaras serta mengawal sistem penghantaran mekanikal, sistem kawalan suhu pemanasan, sistem vakum, sistem argon dan sistem penyejukan air berdasarkan isyarat ini. Contohnya, semasa proses pertumbuhan kristal, sistem kawalan elektrik boleh melaraskan kuasa pemanasan secara automatik mengikut isyarat suhu yang diumpan balik oleh sensor suhu; mengikut pertumbuhan kristal, ia boleh mengawal kelajuan pergerakan dan sudut putaran kristal benih dan mangkuk pijar. Pada masa yang sama, sistem kawalan elektrik juga mempunyai fungsi diagnosis kerosakan dan penggera, yang boleh mengesan keadaan peralatan yang tidak normal dalam masa yang ditetapkan dan memastikan operasi peralatan yang selamat.
Masa siaran: 23-Sep-2024