Një furrë me një kristal të vetëm është një pajisje që përdor njëngrohës grafitipër të shkrirë materialet e silikonit polikristalin në një mjedis me gaz inert (argon) dhe përdor metodën Czochralski për të rritur kristale të vetme jo të zhvendosura. Përbëhet kryesisht nga sistemet e mëposhtme:
Sistemi mekanik i transmisionit
Sistemi mekanik i transmetimit është sistemi bazë i funksionimit të furrës me kristal të vetëm, i cili është kryesisht përgjegjës për kontrollin e lëvizjes së kristaleve dheenët e ngurta, duke përfshirë ngritjen dhe rrotullimin e kristaleve të farës dhe ngritjen dhe rrotullimin eenët e ngurtaMund të rregullojë me saktësi parametra të tillë si pozicioni, shpejtësia dhe këndi i rrotullimit të kristaleve dhe enëve të kristalit për të siguruar përparimin e qetë të procesit të rritjes së kristalit. Për shembull, në faza të ndryshme të rritjes së kristalit, siç janë mbjellja, formimi i qafës, formimi i shpatullave, rritja me diametër të barabartë dhe formimi i bishtit, lëvizja e kristaleve të farës dhe enëve të kristalit duhet të kontrollohet me saktësi nga ky sistem për të përmbushur kërkesat e procesit të rritjes së kristalit.
Sistemi i kontrollit të temperaturës së ngrohjes
Ky është një nga sistemet thelbësore të furrës me kristal të vetëm, i cili përdoret për të gjeneruar nxehtësi dhe për të kontrolluar me saktësi temperaturën në furrë. Ai përbëhet kryesisht nga komponentë të tillë si ngrohës, sensorë temperature dhe kontrollues temperature. Ngrohësi zakonisht është bërë nga materiale të tilla si grafiti me pastërti të lartë. Pasi rryma alternative transformohet dhe zvogëlohet për të rritur rrymën, ngrohësi gjeneron nxehtësi për të shkrirë materiale polikristaline si polisiliconi në furrë. Sensori i temperaturës monitoron ndryshimet e temperaturës në furrë në kohë reale dhe transmeton sinjalin e temperaturës te kontrolluesi i temperaturës. Kontrolluesi i temperaturës kontrollon me saktësi fuqinë e ngrohjes sipas parametrave të caktuar të temperaturës dhe sinjalit të temperaturës së reagimit, duke ruajtur kështu stabilitetin e temperaturës në furrë dhe duke siguruar një mjedis të përshtatshëm temperature për rritjen e kristalit.
Sistem vakumi
Funksioni kryesor i sistemit të vakumit është të krijojë dhe të mbajë një mjedis vakumi në furrë gjatë procesit të rritjes së kristalit. Ajri dhe gazrat e papastërtive në furrë nxirren nëpërmjet pompave të vakumit dhe pajisjeve të tjera për të bërë që presioni i gazit në furrë të arrijë një nivel jashtëzakonisht të ulët, përgjithësisht nën 5TOR (torr). Kjo mund të parandalojë oksidimin e materialit të silikonit në temperatura të larta dhe të sigurojë pastërtinë dhe cilësinë e rritjes së kristalit. Në të njëjtën kohë, mjedisi i vakumit është gjithashtu i favorshëm për heqjen e papastërtive të paqëndrueshme të gjeneruara gjatë procesit të rritjes së kristalit dhe përmirësimin e cilësisë së kristalit.
Sistemi i Argonit
Sistemi i argonit luan një rol në mbrojtjen dhe rregullimin e presionit në furrën me kristal të vetëm. Pas thithjes me vakum, furra mbushet me gaz argoni me pastërti të lartë (pastërtia duhet të jetë mbi 6 9). Nga njëra anë, ai mund të parandalojë hyrjen e ajrit të jashtëm në furrë dhe oksidimin e materialeve të silikonit; nga ana tjetër, mbushja me gaz argoni mund ta mbajë presionin në furrë të qëndrueshëm dhe të sigurojë një mjedis të përshtatshëm presioni për rritjen e kristalit. Përveç kësaj, rrjedha e gazit argoni mund të largojë edhe nxehtësinë e gjeneruar gjatë procesit të rritjes së kristalit, duke luajtur një rol të caktuar ftohës.
Sistemi i ftohjes së ujit
Funksioni i sistemit të ftohjes me ujë është të ftohë komponentët e ndryshëm me temperaturë të lartë të furrës me kristal të vetëm për të siguruar funksionimin normal dhe jetëgjatësinë e shërbimit të pajisjeve. Gjatë funksionimit të furrës me kristal të vetëm, ngrohësi,enë për shkrirje, elektroda dhe komponentët e tjerë do të gjenerojnë shumë nxehtësi. Nëse nuk ftohen në kohë, pajisjet do të mbinxehen, do të deformohen ose edhe do të dëmtohen. Sistemi i ftohjes me ujë largon nxehtësinë e këtyre komponentëve duke qarkulluar ujin ftohës për të mbajtur temperaturën e pajisjeve brenda një diapazoni të sigurt. Në të njëjtën kohë, sistemi i ftohjes me ujë mund të ndihmojë gjithashtu në rregullimin e temperaturës në furrë për të përmirësuar saktësinë e kontrollit të temperaturës.
Sistemi i kontrollit elektrik
Sistemi i kontrollit elektrik është "truri" i furrës me kristal të vetëm, përgjegjës për monitorimin dhe kontrollin e funksionimit të të gjithë pajisjes. Ai mund të marrë sinjale nga sensorë të ndryshëm, siç janë sensorët e temperaturës, sensorët e presionit, sensorët e pozicionit, etj., dhe të koordinojë dhe kontrollojë sistemin mekanik të transmetimit, sistemin e kontrollit të temperaturës së ngrohjes, sistemin e vakumit, sistemin e argonit dhe sistemin e ftohjes së ujit bazuar në këto sinjale. Për shembull, gjatë procesit të rritjes së kristalit, sistemi i kontrollit elektrik mund të rregullojë automatikisht fuqinë e ngrohjes sipas sinjalit të temperaturës të furnizuar nga sensori i temperaturës; sipas rritjes së kristalit, ai mund të kontrollojë shpejtësinë e lëvizjes dhe këndin e rrotullimit të kristalit të farës dhe të enës së shkrirjes. Në të njëjtën kohë, sistemi i kontrollit elektrik ka gjithashtu funksione diagnostikimi të defekteve dhe alarmi, të cilat mund të zbulojnë gjendjet anormale të pajisjeve në kohë dhe të sigurojnë funksionimin e sigurt të pajisjeve.
Koha e postimit: 23 shtator 2024