Hvad er Crystal Growth Furnace System

En enkelt krystal vækstovn er et højt specialiseret stykke udstyr, der bruges til at fremstille dislokationsfri enkeltkrystaller fra polykrystallinsk siliciummateriale. I et argongasmiljø bruger ovnen et grafitvarmesystem til at smelte det polykrystallinske silicium og dyrke monokrystallinsk silicium ved hjælp af Czochralski-metoden. Ovnen er sammensat af seks nøglesystemer, der arbejder i harmoni for at sikre effektiv krystalvækst af høj kvalitet. Disse systemer omfatter det mekaniske transmissionssystem, varmetemperaturkontrolsystem, vakuumsystem, argongassystem, vandkølingssystem og elektrisk kontrolsystem.

Mekanisk transmissionssystem

Det mekaniske transmissionssystem danner grundlaget for enkeltkrystalvækstovnens operationelle evne. Den er ansvarlig for at kontrollere bevægelsen af ​​både krystallen og diglen, herunder løft og rotation af frøkrystallen og justering af diglens lodrette og roterende positioner. Præcision i at kontrollere disse parametre er afgørende for succesen af ​​hver fase af krystalvækst, såsom såning, halsudskæring, skulderring, vækst med lige stor diameter og haledannelse. Nøjagtig kontrol af frøkrystallens position, hastighed og vinkel i disse stadier sikrer, at krystallen vokser i overensstemmelse med de nødvendige procesbetingelser. Uden dette system ville ovnen ikke være i stand til at udføre de finjusteringer, der er nødvendige for at producere fejlfrie krystaller.

Opvarmning temperaturkontrolsystem

Kernen i ovnens funktionalitet er varmetemperaturstyringssystemet, som er ansvarligt for at generere den varme, der er nødvendig for at smelte det polykrystallinske silicium og opretholde en stabil temperatur gennem hele krystalvækstprocessen. Dette system består af komponenter som varmelegemet, temperaturfølere og en temperaturkontrolenhed. Varmelegemet, ofte lavet af højrent grafit, genererer varme ved at omdanne elektrisk energi til termisk energi. Når siliciummaterialet når den ønskede temperatur og smelter, overvåger temperatursensorer løbende udsving. Disse sensorer sender realtidsdata til kontrolenheden, som justerer effektudgangen for at opretholde en præcis temperatur i ovnen. At opretholde en stabil temperatur er kritisk, da selv mindre udsving kan føre til krystaldefekter eller ukorrekt vækst.

Vakuum system

Vakuumsystemet er afgørende for at skabe og opretholde det ideelle lavtryksmiljø, der kræves under krystalvækst. Det fungerer ved at fjerne luft, urenheder og andre gasser fra ovnkammeret ved hjælp af vakuumpumper. Denne proces sikrer, at ovnen fungerer ved tryk typisk under 5 TOR, hvilket forhindrer siliciummaterialet i at oxidere under højtemperaturprocessen. Derudover hjælper vakuummiljøet med at eliminere flygtige urenheder, der frigives under krystalvækst, hvilket væsentligt kan forbedre renheden og den samlede kvalitet af den resulterende monokrystal. Vakuumsystemet beskytter derfor ikke kun siliciumet mod uønskede reaktioner, men forbedrer også ovnens ydeevne og pålidelighed.

Argon gas system

Argongassystemet tjener to hovedformål: at beskytte siliciummaterialet mod oxidation og opretholde ovnens indre tryk. Efter vakuumprocessen indføres argongas med høj renhed (med et renhedsniveau på 6N eller derover) i kammeret. Argon, som er en inert gas, skaber en beskyttende barriere, der forhindrer resterende ilt eller ekstern luft i at reagere med det smeltede silicium. Derudover hjælper den kontrollerede indføring af argon med at stabilisere det indre tryk, hvilket giver et optimalt miljø for krystalvækst. I nogle tilfælde hjælper strømmen af ​​argongas også med at fjerne overskydende varme fra den voksende krystal, der fungerer som et kølemiddel for at forbedre temperaturkontrol.

Vandkølesystem

Vandkølesystemet er designet til at håndtere den varme, der genereres af forskellige højtemperaturkomponenter i ovnen, såsom varmelegemet, diglen og elektroderne. Når ovnen fungerer, producerer disse komponenter en betydelig mængde varme, som, hvis den ikke styres, kan forårsage skade eller deformation. Vandkølesystemet cirkulerer kølevand gennem ovnen for at sprede overskydende varme og holde disse komponenter inden for sikre driftstemperaturområder. Ud over at forlænge levetiden af ​​ovnkomponenter, spiller kølesystemet en hjælperolle i at hjælpe med at regulere temperaturen i ovnen og derved forbedre den overordnede temperaturkontrol og nøjagtighed.

Elektrisk styresystem

Ofte omtalt som "hjernen" i enkeltkrystalvækstovnen, overvåger det elektriske kontrolsystem driften af ​​alle andre systemer. Dette system modtager data fra forskellige sensorer, herunder temperatur-, tryk- og positionssensorer, og bruger denne information til at foretage justeringer i realtid af de mekaniske transmissions-, varme-, vakuum-, argongas- og vandkølingssystemer. For eksempel kan det elektriske styresystem automatisk justere varmeeffekten baseret på temperaturaflæsningerne eller ændre hastigheden og rotationsvinklen for krystal og digel under forskellige faser af vækstprocessen. Derudover er systemet udstyret med fejldetektions- og alarmfunktioner, der sikrer, at eventuelle uregelmæssigheder omgående identificeres, og der træffes korrigerende handlinger for at opretholde sikker og effektiv drift.

Som konklusion arbejder de seks hovedsystemer i en enkelt krystalvækstovn i tandem for at lette den komplekse proces med krystalvækst. Hvert system spiller en afgørende rolle i at opretholde de nødvendige betingelser for at producere enkeltkrystaller af høj kvalitet, hvilket sikrer, at ovnen fungerer effektivt og sikkert. Uanset om det er styring af temperatur, tryk eller mekaniske bevægelser, er hvert system afgørende for ovnens samlede succes.

---

Semicorex tilbydergrafitdele af høj kvalitettil krystalvækstovne. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com