Монокристаллическая печь — это устройство, которое используетграфитовый нагревательдля плавления поликристаллических кремниевых материалов в среде инертного газа (аргона) и использует метод Чохральского для выращивания недислоцированных монокристаллов. Он в основном состоит из следующих систем:
Механическая трансмиссия
Механическая система передачи является основной рабочей системой печи для обработки монокристаллов, которая в основном отвечает за управление движением кристаллов итигли, включая подъем и вращение затравочных кристаллов, а также подъем и вращениетигли. Она может точно регулировать такие параметры, как положение, скорость и угол вращения кристаллов и тиглей, чтобы обеспечить плавный ход процесса роста кристаллов. Например, на различных стадиях роста кристаллов, таких как затравка, сужение, уступ, рост равного диаметра и хвост, движение затравочных кристаллов и тиглей должно точно контролироваться этой системой, чтобы соответствовать требованиям процесса роста кристаллов.
Система контроля температуры отопления
Это одна из основных систем монокристаллической печи, которая используется для генерации тепла и точного контроля температуры в печи. Она в основном состоит из таких компонентов, как нагреватели, датчики температуры и регуляторы температуры. Нагреватель обычно изготавливается из таких материалов, как высокочистый графит. После преобразования и уменьшения переменного тока для увеличения тока нагреватель генерирует тепло для плавления поликристаллических материалов, таких как поликремний, в тигле. Датчик температуры отслеживает изменения температуры в печи в режиме реального времени и передает сигнал температуры на регулятор температуры. Регулятор температуры точно регулирует мощность нагрева в соответствии с установленными параметрами температуры и сигналом обратной связи по температуре, тем самым поддерживая стабильность температуры в печи и обеспечивая подходящую температурную среду для роста кристаллов.
Вакуумная система
Основная функция вакуумной системы — создание и поддержание вакуумной среды в печи во время процесса роста кристаллов. Воздух и примесные газы в печи извлекаются с помощью вакуумных насосов и другого оборудования, чтобы давление газа в печи достигло крайне низкого уровня, как правило, ниже 5TOR (торр). Это может предотвратить окисление кремниевого материала при высоких температурах и обеспечить чистоту и качество роста кристаллов. В то же время вакуумная среда также способствует удалению летучих примесей, образующихся в процессе роста кристаллов, и улучшению качества кристалла.
Аргоновая система
Система аргона играет роль в защите и регулировании давления в печи в монокристаллической печи. После вакуумирования в печь заправляется высокочистый аргоновый газ (чистота должна быть выше 6 9). С одной стороны, это может предотвратить попадание наружного воздуха в печь и предотвратить окисление кремниевых материалов; с другой стороны, заполнение аргоновым газом может поддерживать давление в печи стабильным и обеспечивать подходящую среду давления для роста кристаллов. Кроме того, поток аргонового газа также может отводить тепло, выделяемое в процессе роста кристаллов, играя определенную охлаждающую роль.
Система водяного охлаждения
Функция системы водяного охлаждения заключается в охлаждении различных высокотемпературных компонентов монокристаллической печи для обеспечения нормальной работы и срока службы оборудования. Во время работы монокристаллической печи нагреватель,тигель, электрод и другие компоненты будут генерировать много тепла. Если их вовремя не охладить, оборудование перегреется, деформируется или даже выйдет из строя. Система водяного охлаждения отводит тепло от этих компонентов путем циркуляции охлаждающей воды, чтобы поддерживать температуру оборудования в безопасном диапазоне. В то же время система водяного охлаждения может также помочь в регулировке температуры в печи для повышения точности контроля температуры.
Электрическая система управления
Электрическая система управления является «мозгом» монокристаллической печи, отвечающим за мониторинг и управление работой всего оборудования. Она может получать сигналы от различных датчиков, таких как датчики температуры, датчики давления, датчики положения и т. д., и координировать и управлять механической системой трансмиссии, системой контроля температуры нагрева, вакуумной системой, аргоновой системой и системой водяного охлаждения на основе этих сигналов. Например, в процессе выращивания кристаллов электрическая система управления может автоматически регулировать мощность нагрева в соответствии с температурным сигналом, возвращаемым датчиком температуры; в соответствии с ростом кристалла она может контролировать скорость движения и угол поворота затравочного кристалла и тигля. В то же время электрическая система управления также имеет функции диагностики неисправностей и сигнализации, которые могут вовремя обнаруживать ненормальные состояния оборудования и обеспечивать безопасную эксплуатацию оборудования.
Время публикации: 23-сен-2024