Čo je systém kryštálovej rastovej pece

Jednokryštálová rastová pec je vysoko špecializované zariadenie používané na výrobu monokryštálov bez dislokácií z polykryštalického kremíkového materiálu. V prostredí argónového plynu pec využíva grafitový vykurovací systém na roztavenie polykryštalického kremíka a rast monokryštalického kremíka pomocou Czochralského metódy. Pec sa skladá zo šiestich kľúčových systémov, ktoré pracujú v harmónii, aby zabezpečili efektívny a vysokokvalitný rast kryštálov. Tieto systémy zahŕňajú mechanický prevodový systém, systém riadenia teploty vykurovania, vákuový systém, systém argónového plynu, systém vodného chladenia a elektrický riadiaci systém.

Mechanický prevodový systém

Mechanický prenosový systém tvorí základ prevádzkovej schopnosti monokryštálovej rastovej pece. Je zodpovedný za riadenie pohybu kryštálu aj téglika, vrátane zdvíhania a otáčania zárodočného kryštálu a nastavovania vertikálnej a rotačnej polohy téglika. Presnosť kontroly týchto parametrov je rozhodujúca pre úspech každej fázy rastu kryštálov, ako je očkovanie, vytváranie hrdla, osadenie, rast s rovnakým priemerom a chvostovanie. Presná kontrola polohy, rýchlosti a uhla zárodočného kryštálu počas týchto fáz zaisťuje, že kryštál rastie podľa požadovaných podmienok procesu. Bez tohto systému by pec nebola schopná vykonávať jemné úpravy potrebné na výrobu kryštálov bez defektov.

Systém riadenia teploty vykurovania

Jadrom funkčnosti pece je systém riadenia teploty ohrevu, ktorý je zodpovedný za generovanie tepla potrebného na roztavenie polykryštalického kremíka a udržiavanie stabilnej teploty počas celého procesu rastu kryštálov. Tento systém pozostáva z komponentov, ako je ohrievač, snímače teploty a jednotka na reguláciu teploty. Ohrievač, často vyrobený z vysoko čistého grafitu, generuje teplo premenou elektrickej energie na tepelnú energiu. Keď silikónový materiál dosiahne požadovanú teplotu a roztopí sa, teplotné senzory nepretržite monitorujú výkyvy. Tieto senzory odosielajú údaje v reálnom čase do riadiacej jednotky, ktorá upravuje výstupný výkon tak, aby sa udržala presná teplota v peci. Udržiavanie stabilnej teploty je rozhodujúce, pretože aj malé výkyvy môžu viesť k defektom kryštálov alebo nesprávnemu rastu.

Vákuový systém

Vákuový systém je rozhodujúci pri vytváraní a udržiavaní ideálneho nízkotlakového prostredia potrebného počas rastu kryštálov. Funguje tak, že odstraňuje vzduch, nečistoty a iné plyny z komory pece pomocou vákuových čerpadiel. Tento proces zabezpečuje, že pec pracuje pri tlakoch typicky nižších ako 5 TOR, čím zabraňuje oxidácii kremíkového materiálu počas procesu pri vysokej teplote. Okrem toho vákuové prostredie pomáha pri odstraňovaní akýchkoľvek prchavých nečistôt uvoľnených počas rastu kryštálov, čo môže výrazne zlepšiť čistotu a celkovú kvalitu výsledného monokryštálu. Vákuový systém teda nielen chráni kremík pred nežiaducimi reakciami, ale tiež zvyšuje výkon a spoľahlivosť pece.

Systém argónového plynu

Systém argónového plynu slúži na dva hlavné účely: ochrana kremíkového materiálu pred oxidáciou a udržiavanie vnútorného tlaku pece. Po vákuovom procese sa do komory zavedie vysoko čistý argónový plyn (s úrovňou čistoty 6N alebo vyššou). Argón ako inertný plyn vytvára ochrannú bariéru, ktorá zabraňuje akémukoľvek zvyšnému kyslíku alebo vonkajšiemu vzduchu reagovať s roztaveným kremíkom. Okrem toho kontrolované zavádzanie argónu pomáha stabilizovať vnútorný tlak a poskytuje optimálne prostredie pre rast kryštálov. V niektorých prípadoch prúd argónového plynu tiež pomáha pri odstraňovaní prebytočného tepla z rastúceho kryštálu, pričom pôsobí ako chladiace činidlo na zlepšenie regulácie teploty.

Vodný chladiaci systém

Vodný chladiaci systém je navrhnutý na riadenie tepla generovaného rôznymi vysokoteplotnými komponentmi v peci, ako je ohrievač, téglik a elektródy. Počas prevádzky pece produkujú tieto komponenty značné množstvo tepla, ktoré, ak sa neriadi, môže spôsobiť poškodenie alebo deformáciu. Vodný chladiaci systém cirkuluje chladiacu vodu cez pec, aby odvádzal prebytočné teplo a udržiaval tieto komponenty v bezpečných rozsahoch prevádzkových teplôt. Okrem predĺženia životnosti komponentov pece zohráva chladiaci systém pomocnú úlohu pri regulácii teploty v peci, čím zlepšuje celkovú reguláciu teploty a presnosť.

Elektrický riadiaci systém

Elektrický riadiaci systém, často označovaný ako "mozog" monokryštálovej rastovej pece, dohliada na prevádzku všetkých ostatných systémov. Tento systém prijíma údaje z rôznych snímačov, vrátane snímačov teploty, tlaku a polohy, a používa tieto informácie na vykonanie úprav v reálnom čase pre mechanickú prevodovku, vykurovanie, vákuové systémy, plynný argón a vodné chladiace systémy. Elektrický riadiaci systém môže napríklad automaticky nastaviť vykurovací výkon na základe nameraných hodnôt teploty alebo upraviť rýchlosť a uhol rotácie kryštálu a téglika počas rôznych fáz procesu rastu. Okrem toho je systém vybavený funkciami detekcie porúch a alarmov, ktoré zaisťujú, že akékoľvek nezrovnalosti budú okamžite identifikované a budú prijaté nápravné opatrenia na udržanie bezpečnej a efektívnej prevádzky.

Na záver, šesť hlavných systémov jednokryštálovej rastovej pece pracuje v tandeme na uľahčenie komplexného procesu rastu kryštálov. Každý systém zohráva dôležitú úlohu pri udržiavaní nevyhnutných podmienok na výrobu vysokokvalitných monokryštálov, čím sa zabezpečuje efektívna a bezpečná prevádzka pece. Či už ide o riadenie teploty, tlaku alebo mechanických pohybov, každý systém je nevyhnutný pre celkový úspech pece.

---

Semicorex ponúkavysokokvalitné grafitové dielypre pece na rast kryštálov. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com