Tek kristal fırın, bir kristal kullanan bir cihazdır.grafit ısıtıcıinert gaz (argon) ortamında polikristalin silisyum malzemeleri eritmek ve yerinden oynamamış tek kristaller yetiştirmek için Czochralski yöntemini kullanır. Esas olarak aşağıdaki sistemlerden oluşur:
Mekanik iletim sistemi
Mekanik iletim sistemi, esas olarak kristallerin hareketini kontrol etmekten sorumlu olan tek kristal fırınının temel işletim sistemidir vepotatohum kristallerinin kaldırılması ve döndürülmesi ve kaldırılması ve döndürülmesi dahilpota. Kristallerin ve potaların konumu, hızı ve dönüş açısı gibi parametreleri doğru bir şekilde ayarlayarak kristal büyüme sürecinin düzgün ilerlemesini sağlayabilir. Örneğin, tohumlama, boyunlama, omuzlama, eşit çaplı büyüme ve kuyruklanma gibi farklı kristal büyüme aşamalarında, tohum kristallerinin ve potaların hareketinin kristal büyümesinin süreç gereksinimlerini karşılamak için bu sistem tarafından doğru bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Isıtma sıcaklık kontrol sistemi
Bu, ısı üretmek ve fırındaki sıcaklığı doğru bir şekilde kontrol etmek için kullanılan tek kristal fırının çekirdek sistemlerinden biridir. Esas olarak ısıtıcılar, sıcaklık sensörleri ve sıcaklık kontrolörleri gibi bileşenlerden oluşur. Isıtıcı genellikle yüksek saflıkta grafit gibi malzemelerden yapılır. Alternatif akım dönüştürülüp akımı artırmak için azaltıldıktan sonra ısıtıcı, potadaki polisilikon gibi polikristalin malzemeleri eritmek için ısı üretir. Sıcaklık sensörü fırındaki sıcaklık değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izler ve sıcaklık sinyalini sıcaklık kontrolörüne iletir. Sıcaklık kontrolörü, ayarlanan sıcaklık parametrelerine ve geri besleme sıcaklık sinyaline göre ısıtma gücünü doğru bir şekilde kontrol eder, böylece fırındaki sıcaklığın kararlılığını korur ve kristal büyümesi için uygun bir sıcaklık ortamı sağlar.
Vakum sistemi
Vakum sisteminin temel işlevi, kristal büyüme süreci sırasında fırında bir vakum ortamı yaratmak ve sürdürmektir. Fırındaki hava ve safsızlık gazları, fırındaki gaz basıncının genellikle 5TOR'un (torr) altında son derece düşük bir seviyeye ulaşmasını sağlamak için vakum pompaları ve diğer ekipmanlar aracılığıyla çıkarılır. Bu, silikon malzemenin yüksek sıcaklıklarda oksitlenmesini önleyebilir ve kristal büyümesinin saflığını ve kalitesini garanti edebilir. Aynı zamanda, vakum ortamı kristal büyüme süreci sırasında oluşan uçucu safsızlıkları gidermeye ve kristalin kalitesini iyileştirmeye de elverişlidir.
Argon sistemi
Argon sistemi, tek kristal fırında fırındaki basıncı koruma ve düzenlemede rol oynar. Vakumlamadan sonra, yüksek saflıkta argon gazı (saflık %6 9'un üzerinde olmalıdır) fırına doldurulur. Bir yandan, dışarıdaki havanın fırına girmesini önleyebilir ve silikon malzemelerin oksitlenmesini önleyebilir; diğer yandan, argon gazının doldurulması fırındaki basıncı sabit tutabilir ve kristal büyümesi için uygun bir basınç ortamı sağlayabilir. Ek olarak, argon gazının akışı, kristal büyüme süreci sırasında oluşan ısıyı da uzaklaştırabilir ve belirli bir soğutma rolü oynayabilir.
Su soğutma sistemi
Su soğutma sisteminin işlevi, tek kristal fırının çeşitli yüksek sıcaklık bileşenlerini soğutarak ekipmanın normal çalışmasını ve hizmet ömrünü sağlamaktır. Tek kristal fırının çalışması sırasında ısıtıcı,pota, elektrot ve diğer bileşenler çok fazla ısı üretecektir. Zamanında soğutulmazlarsa, ekipman aşırı ısınır, deforme olur veya hatta hasar görür. Su soğutma sistemi, ekipmanın sıcaklığını güvenli bir aralıkta tutmak için soğutma suyunu dolaştırarak bu bileşenlerin ısısını alır. Aynı zamanda, su soğutma sistemi sıcaklık kontrolünün doğruluğunu artırmak için fırındaki sıcaklığı ayarlamaya da yardımcı olabilir.
Elektrik kontrol sistemi
Elektrik kontrol sistemi, tüm ekipmanın çalışmasını izlemek ve kontrol etmekten sorumlu olan tek kristal fırının "beynidir". Sıcaklık sensörleri, basınç sensörleri, konum sensörleri vb. gibi çeşitli sensörlerden sinyaller alabilir ve bu sinyallere göre mekanik iletim sistemini, ısıtma sıcaklık kontrol sistemini, vakum sistemini, argon sistemini ve su soğutma sistemini koordine edebilir ve kontrol edebilir. Örneğin, kristal büyüme süreci sırasında, elektrik kontrol sistemi, sıcaklık sensörü tarafından geri beslenen sıcaklık sinyaline göre ısıtma gücünü otomatik olarak ayarlayabilir; kristalin büyümesine göre, tohum kristalinin ve potanın hareket hızını ve dönüş açısını kontrol edebilir. Aynı zamanda, elektrik kontrol sistemi ayrıca ekipmanın anormal koşullarını zamanında tespit edebilen ve ekipmanın güvenli çalışmasını sağlayabilen arıza teşhisi ve alarm işlevlerine de sahiptir.
Gönderi zamanı: 23-Eyl-2024