ระบบเตาเผาแบบคริสตัลเดี่ยวมีกี่ระบบ

เตาเผาคริสตัลเดี่ยวเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เครื่องทำความร้อนกราไฟท์เพื่อหลอมวัสดุซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ในสภาพแวดล้อมของก๊าซเฉื่อย (อาร์กอน) และใช้กรรมวิธี Czochralski เพื่อปลูกผลึกเดี่ยวที่ไม่เคลื่อนที่ ประกอบด้วยระบบหลักดังต่อไปนี้:

ระบบส่งกำลังแบบกลไก

ระบบส่งกำลังทางกลเป็นระบบปฏิบัติการพื้นฐานของเตาเผาผลึกเดี่ยว ซึ่งมีหน้าที่หลักในการควบคุมการเคลื่อนที่ของผลึกและเบ้าหลอมรวมถึงการยกและหมุนคริสตัลเมล็ดพืชและการยกและหมุนเบ้าหลอมระบบนี้สามารถปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ตำแหน่ง ความเร็ว และมุมการหมุนของผลึกและเบ้าหลอมได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจว่ากระบวนการเจริญเติบโตของผลึกจะดำเนินไปอย่างราบรื่น ตัวอย่างเช่น ในขั้นตอนการเจริญเติบโตของผลึกต่างๆ เช่น การเพาะเมล็ด การแยกคอ การบ่า การเจริญเติบโตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน และการหาง การเคลื่อนที่ของผลึกเมล็ดและเบ้าหลอมจะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำโดยระบบนี้ เพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการในการเจริญเติบโตของผลึก

ระบบควบคุมอุณหภูมิความร้อน

นี่คือหนึ่งในระบบหลักของเตาเผาแบบผลึกเดี่ยว ซึ่งใช้ในการสร้างความร้อนและควบคุมอุณหภูมิในเตาเผาได้อย่างแม่นยำ ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก เช่น เครื่องทำความร้อน เซ็นเซอร์อุณหภูมิ และตัวควบคุมอุณหภูมิ เครื่องทำความร้อนมักทำจากวัสดุ เช่น กราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง หลังจากกระแสไฟฟ้าสลับถูกแปลงและลดปริมาณลงเพื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้า เครื่องทำความร้อนจะสร้างความร้อนเพื่อหลอมวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ เช่น โพลีซิลิคอนในเบ้าหลอม เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในเตาเผาแบบเรียลไทม์และส่งสัญญาณอุณหภูมิไปยังตัวควบคุมอุณหภูมิ ตัวควบคุมอุณหภูมิจะควบคุมกำลังความร้อนตามพารามิเตอร์อุณหภูมิที่ตั้งไว้และสัญญาณอุณหภูมิตอบกลับได้อย่างแม่นยำ จึงรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิในเตาเผาและจัดเตรียมสภาพแวดล้อมอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเติบโตของผลึก

ระบบสูญญากาศ

หน้าที่หลักของระบบสูญญากาศคือการสร้างและรักษาสภาพแวดล้อมสูญญากาศในเตาเผาในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของผลึก อากาศและก๊าซเจือปนในเตาเผาจะถูกสกัดออกผ่านปั๊มสูญญากาศและอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อให้แรงดันก๊าซในเตาเผาถึงระดับต่ำมาก โดยทั่วไปต่ำกว่า 5TOR (torr) ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้วัสดุซิลิกอนถูกออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูงและรับประกันความบริสุทธิ์และคุณภาพของการเจริญเติบโตของผลึก ในเวลาเดียวกัน สภาพแวดล้อมสูญญากาศยังเอื้อต่อการกำจัดสิ่งเจือปนระเหยที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของผลึกและปรับปรุงคุณภาพของผลึกอีกด้วย

ระบบอาร์กอน

ระบบอาร์กอนมีบทบาทในการปกป้องและควบคุมความดันในเตาเผาในเตาเผาผลึกเดี่ยว หลังจากการดูดสูญญากาศ ก๊าซอาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูง (ความบริสุทธิ์ต้องสูงกว่า 6 9) จะถูกเติมเข้าไปในเตาเผา ในแง่หนึ่ง มันสามารถป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเข้าไปในเตาเผาและป้องกันไม่ให้วัสดุซิลิกอนถูกออกซิไดซ์ ในอีกแง่หนึ่ง การเติมก๊าซอาร์กอนสามารถรักษาความดันในเตาเผาให้คงที่และสร้างสภาพแวดล้อมความดันที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของผลึก นอกจากนี้ การไหลของก๊าซอาร์กอนยังสามารถนำความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของผลึกออกไปได้ ซึ่งมีบทบาทในการทำให้เย็นลง

ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ

หน้าที่ของระบบระบายความร้อนด้วยน้ำคือการระบายความร้อนส่วนประกอบอุณหภูมิสูงต่างๆ ของเตาเผาแบบคริสตัลเดี่ยวเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้ตามปกติและมีอายุการใช้งานยาวนาน ในระหว่างการทำงานของเตาเผาแบบคริสตัลเดี่ยว เครื่องทำความร้อนเบ้าหลอมอิเล็กโทรดและส่วนประกอบอื่นๆ จะสร้างความร้อนจำนวนมาก หากไม่ได้รับการระบายความร้อนในเวลาที่เหมาะสม อุปกรณ์จะร้อนเกินไป เสียรูป หรือแม้แต่ได้รับความเสียหาย ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำจะระบายความร้อนออกจากส่วนประกอบเหล่านี้โดยการหมุนเวียนน้ำหล่อเย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิของอุปกรณ์ให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย ในเวลาเดียวกัน ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำยังสามารถช่วยปรับอุณหภูมิในเตาเผาเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการควบคุมอุณหภูมิได้อีกด้วย

ระบบควบคุมไฟฟ้า

ระบบควบคุมไฟฟ้าเป็น "สมอง" ของเตาเผาผลึกเดี่ยวซึ่งรับผิดชอบในการตรวจสอบและควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมด สามารถรับสัญญาณจากเซ็นเซอร์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์แรงดัน เซ็นเซอร์ตำแหน่ง ฯลฯ และประสานงานและควบคุมระบบส่งกำลังเชิงกล ระบบควบคุมอุณหภูมิความร้อน ระบบสูญญากาศ ระบบอาร์กอน และระบบระบายความร้อนด้วยน้ำตามสัญญาณเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของผลึก ระบบควบคุมไฟฟ้าสามารถปรับกำลังความร้อนโดยอัตโนมัติตามสัญญาณอุณหภูมิที่ป้อนกลับโดยเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ตามการเติบโตของผลึก สามารถควบคุมความเร็วในการเคลื่อนที่และมุมการหมุนของผลึกเมล็ดและเบ้าหลอม ในเวลาเดียวกัน ระบบควบคุมไฟฟ้ายังมีฟังก์ชั่นการวินิจฉัยข้อผิดพลาดและสัญญาณเตือน ซึ่งสามารถตรวจจับสภาพที่ผิดปกติของอุปกรณ์ได้ทันเวลาและรับรองการทำงานของอุปกรณ์อย่างปลอดภัย