Vad är Crystal Growth Furnace System

En enkristalltillväxtugn är en mycket specialiserad utrustning som används för att producera dislokationsfria enkristaller från polykristallint kiselmaterial. I en argongasmiljö använder ugnen ett grafitvärmesystem för att smälta det polykristallina kislet och odla monokristallint kisel med Czochralski-metoden. Ugnen är sammansatt av sex nyckelsystem som fungerar i harmoni för att säkerställa effektiv och högkvalitativ kristalltillväxt. Dessa system inkluderar det mekaniska transmissionssystemet, värmetemperaturkontrollsystem, vakuumsystem, argongassystem, vattenkylningssystem och elektriskt kontrollsystem.

Mekaniskt transmissionssystem

Det mekaniska transmissionssystemet utgör grunden för enkristalltillväxtugnens funktionsförmåga. Den är ansvarig för att kontrollera rörelsen av både kristallen och degeln, inklusive att lyfta och rotera frökristallen och justera degelns vertikala och roterande positioner. Precision i att kontrollera dessa parametrar är avgörande för framgången för varje fas av kristalltillväxt, såsom sådd, halsning, skuldring, tillväxt med samma diameter och svans. Noggrann kontroll av frökristallens position, hastighet och vinkel under dessa steg säkerställer att kristallen växer enligt de nödvändiga processförhållandena. Utan detta system skulle ugnen inte kunna utföra de finjusteringar som behövs för att producera defektfria kristaller.

Uppvärmning temperaturkontrollsystem

Kärnan i ugnens funktionalitet är uppvärmningstemperaturkontrollsystemet, som är ansvarigt för att generera den värme som behövs för att smälta det polykristallina kislet och upprätthålla en stabil temperatur under hela kristalltillväxtprocessen. Detta system består av komponenter som värmaren, temperatursensorer och en temperaturkontrollenhet. Värmaren, ofta gjord av högren grafit, genererar värme genom att omvandla elektrisk energi till termisk energi. När kiselmaterialet når önskad temperatur och smälter övervakar temperatursensorer kontinuerligt fluktuationer. Dessa sensorer skickar realtidsdata till styrenheten, som justerar uteffekten för att upprätthålla en exakt temperatur i ugnen. Att upprätthålla en stabil temperatur är avgörande, eftersom även mindre fluktuationer kan leda till kristalldefekter eller felaktig tillväxt.

Vakuumsystem

Vakuumsystemet är avgörande för att skapa och bibehålla den idealiska lågtrycksmiljön som krävs under kristalltillväxt. Den fungerar genom att ta bort luft, föroreningar och andra gaser från ugnskammaren med hjälp av vakuumpumpar. Denna process säkerställer att ugnen arbetar vid tryck vanligtvis under 5 TOR, vilket förhindrar att kiselmaterialet oxiderar under högtemperaturprocessen. Dessutom hjälper vakuummiljön till att eliminera alla flyktiga föroreningar som frigörs under kristalltillväxt, vilket avsevärt kan förbättra renheten och den totala kvaliteten hos den resulterande monokristallen. Vakuumsystemet skyddar därför inte bara kislet från oönskade reaktioner utan förbättrar också ugnens prestanda och tillförlitlighet.

Argon gassystem

Argongassystemet tjänar två huvudsyften: att skydda kiselmaterialet från oxidation och upprätthålla ugnens inre tryck. Efter vakuumprocessen införs argongas med hög renhet (med en renhetsnivå på 6N eller högre) i kammaren. Argon, som är en inert gas, skapar en skyddande barriär som förhindrar kvarvarande syre eller extern luft från att reagera med det smälta kislet. Dessutom hjälper den kontrollerade introduktionen av argon till att stabilisera det inre trycket, vilket ger en optimal miljö för kristalltillväxt. I vissa fall hjälper flödet av argongas också till att avlägsna överskottsvärme från den växande kristallen, och fungerar som ett kylmedel för att förbättra temperaturkontrollen.

Vattenkylningssystem

Vattenkylningssystemet är utformat för att hantera värmen som genereras av olika högtemperaturkomponenter i ugnen, såsom värmaren, degeln och elektroderna. När ugnen är i drift producerar dessa komponenter en betydande mängd värme, som, om den inte hanteras, kan orsaka skada eller deformation. Vattenkylningssystemet cirkulerar kylvatten genom ugnen för att avleda överskottsvärme och hålla dessa komponenter inom säkra driftstemperaturintervall. Förutom att förlänga livslängden för ugnskomponenter, spelar kylsystemet en extra roll för att hjälpa till att reglera temperaturen i ugnen, och därigenom förbättra den övergripande temperaturkontrollen och noggrannheten.

Elektriskt styrsystem

Ofta hänvisad till som "hjärnan" i enkristalltillväxtugnen, det elektriska styrsystemet övervakar driften av alla andra system. Detta system tar emot data från olika sensorer, inklusive temperatur-, tryck- och positionssensorer, och använder denna information för att göra realtidsjusteringar av de mekaniska transmissions-, värme-, vakuum-, argongas- och vattenkylsystemen. Till exempel kan det elektriska styrsystemet automatiskt justera värmeeffekten baserat på temperaturavläsningarna eller modifiera hastigheten och rotationsvinkeln för kristallen och degeln under olika faser av tillväxtprocessen. Dessutom är systemet utrustat med feldetekterings- och larmfunktioner, vilket säkerställer att eventuella oegentligheter snabbt identifieras och korrigerande åtgärder vidtas för att upprätthålla säker och effektiv drift.

Sammanfattningsvis arbetar de sex huvudsystemen i en enkristalltillväxtugn i tandem för att underlätta den komplexa processen med kristalltillväxt. Varje system spelar en viktig roll för att upprätthålla de nödvändiga förutsättningarna för att producera högkvalitativa enkristaller, vilket säkerställer att ugnen fungerar effektivt och säkert. Oavsett om det gäller att kontrollera temperatur, tryck eller mekaniska rörelser är varje system avgörande för ugnens övergripande framgång.

---

Semicorex erbjuderhögkvalitativa grafitdelarför kristalltillväxtugnar. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com