Ce este sistemul Crystal Growth Furnace

Un cuptor de creștere a unui singur cristal este un echipament foarte specializat utilizat pentru producerea de monocristale fără dislocare din material de siliciu policristalin. Într-un mediu cu gaz argon, cuptorul utilizează un sistem de încălzire cu grafit pentru a topi siliciul policristalin și a crește siliciul monocristalin folosind metoda Czochralski. Cuptorul este compus din șase sisteme cheie care funcționează în armonie pentru a asigura o creștere eficientă și de înaltă calitate a cristalelor. Aceste sisteme includ sistemul de transmisie mecanică, sistemul de control al temperaturii de încălzire, sistemul de vid, sistemul de gaz argon, sistemul de răcire cu apă și sistemul de control electric.

Sistem de transmisie mecanică

Sistemul de transmisie mecanică formează baza capacității operaționale a cuptorului de creștere cu un singur cristal. Acesta este responsabil pentru controlul mișcării atât a cristalului, cât și a creuzetului, inclusiv ridicarea și rotirea cristalului de semințe și reglarea pozițiilor verticale și de rotație ale creuzetului. Precizia în controlul acestor parametri este crucială pentru succesul fiecărei etape a creșterii cristalelor, cum ar fi însămânțarea, gâtul, umărul, creșterea cu diametru egal și coada. Controlul precis al poziției, vitezei și unghiului cristalului sămânță în timpul acestor etape asigură că cristalul crește în funcție de condițiile necesare procesului. Fără acest sistem, cuptorul nu ar putea efectua ajustările fine necesare pentru a produce cristale fără defecte.

Sistem de control al temperaturii de încălzire

În centrul funcționalității cuptorului se află sistemul de control al temperaturii de încălzire, care este responsabil pentru generarea căldurii necesare topirii siliciului policristalin și menținerea unei temperaturi stabile pe tot parcursul procesului de creștere a cristalului. Acest sistem constă din componente precum încălzitorul, senzori de temperatură și o unitate de control al temperaturii. Încălzitorul, adesea realizat din grafit de înaltă puritate, generează căldură prin conversia energiei electrice în energie termică. Odată ce materialul de siliciu atinge temperatura dorită și se topește, senzorii de temperatură monitorizează continuu fluctuațiile. Acești senzori trimit date în timp real către unitatea de control, care ajustează puterea de ieșire pentru a menține o temperatură precisă în cuptor. Menținerea unei temperaturi stabile este critică, deoarece chiar și fluctuațiile minore pot duce la defecte ale cristalului sau la creșterea necorespunzătoare.

Sistem de vid

Sistemul de vid este crucial în crearea și menținerea mediului ideal de joasă presiune necesar în timpul creșterii cristalelor. Funcționează prin îndepărtarea aerului, impurităților și a altor gaze din camera cuptorului folosind pompe de vid. Acest proces asigură că cuptorul funcționează la presiuni de obicei sub 5 TOR, prevenind oxidarea materialului de siliciu în timpul procesului la temperatură înaltă. În plus, mediul de vid ajută la eliminarea oricăror impurități volatile eliberate în timpul creșterii cristalelor, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ puritatea și calitatea generală a monocristalului rezultat. Prin urmare, sistemul de vid nu numai că protejează siliciul de reacții nedorite, dar îmbunătățește și performanța și fiabilitatea cuptorului.

Sistem de gaz cu argon

Sistemul de gaz argon servește două scopuri principale: protejarea materialului de siliciu de oxidare și menținerea presiunii interne a cuptorului. După procesul de vid, în cameră este introdus gaz argon de înaltă puritate (cu un nivel de puritate de 6N sau mai mare). Argonul, fiind un gaz inert, creează o barieră de protecție care împiedică orice oxigen rămas sau aerul exterior să reacționeze cu siliciul topit. În plus, introducerea controlată a argonului ajută la stabilizarea presiunii interne, oferind un mediu optim pentru creșterea cristalelor. În unele cazuri, fluxul de gaz argon ajută, de asemenea, la îndepărtarea excesului de căldură din cristalul în creștere, acționând ca un agent de răcire pentru a îmbunătăți controlul temperaturii.

Sistem de racire cu apa

Sistemul de răcire cu apă este proiectat pentru a gestiona căldura generată de diferite componente la temperatură ridicată din cuptor, cum ar fi încălzitorul, creuzetul și electrozii. Pe măsură ce cuptorul funcționează, aceste componente produc o cantitate semnificativă de căldură, care, dacă nu este gestionată, ar putea cauza deteriorarea sau deformarea. Sistemul de răcire cu apă circulă apa de răcire prin cuptor pentru a disipa excesul de căldură și pentru a menține aceste componente în limitele de temperatură de funcționare sigure. Pe lângă extinderea duratei de viață a componentelor cuptorului, sistemul de răcire joacă un rol auxiliar în a ajuta la reglarea temperaturii din cuptor, îmbunătățind astfel controlul general și precizia temperaturii.

Sistem de control electric

Deseori denumit „creierul” cuptorului de creștere cu un singur cristal, sistemul de control electric supraveghează funcționarea tuturor celorlalte sisteme. Acest sistem primește date de la diverși senzori, inclusiv senzori de temperatură, presiune și poziție, și utilizează aceste informații pentru a face ajustări în timp real la sistemele de transmisie mecanică, încălzire, vid, gaz argon și răcire cu apă. De exemplu, sistemul de control electric poate ajusta automat puterea de încălzire pe baza citirilor de temperatură sau poate modifica viteza și unghiul de rotație al cristalului și creuzetului în timpul diferitelor faze ale procesului de creștere. În plus, sistemul este echipat cu funcții de detectare a defecțiunilor și alarmă, asigurându-se că orice nereguli sunt identificate cu promptitudine și că sunt luate măsuri corective pentru a menține o funcționare sigură și eficientă.

În concluzie, cele șase sisteme principale ale unui cuptor de creștere a unui singur cristal lucrează în tandem pentru a facilita procesul complex de creștere a cristalelor. Fiecare sistem joacă un rol vital în menținerea condițiilor necesare pentru producerea monocristalelor de înaltă calitate, asigurând că cuptorul funcționează eficient și în siguranță. Fie că este vorba de controlul temperaturii, presiunii sau mișcărilor mecanice, fiecare sistem este esențial pentru succesul general al cuptorului.

---

Oferte Semicorexpiese din grafit de înaltă calitatepentru cuptoarele de creștere a cristalelor. Dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de detalii suplimentare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați.

Numărul de telefon de contact +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com