Co je to Crystal Growth Furnace System

Pec pro růst monokrystalů je vysoce specializované zařízení používané pro výrobu monokrystalů bez dislokací z polykrystalického křemíkového materiálu. V prostředí argonového plynu pec využívá grafitový topný systém k roztavení polykrystalického křemíku a pěstování monokrystalického křemíku pomocí Czochralského metody. Pec se skládá ze šesti klíčových systémů, které pracují v harmonii a zajišťují efektivní a vysoce kvalitní růst krystalů. Tyto systémy zahrnují mechanický převodový systém, systém řízení teploty topení, vakuový systém, systém argonového plynu, systém vodního chlazení a elektrický řídící systém.

Mechanický převodový systém

Mechanický přenosový systém tvoří základ provozní schopnosti monokrystalické růstové pece. Je zodpovědný za řízení pohybu jak krystalu, tak kelímku, včetně zvedání a otáčení zárodečného krystalu a nastavování vertikální a rotační polohy kelímku. Přesnost v řízení těchto parametrů je rozhodující pro úspěch každé fáze růstu krystalů, jako je naočkování, zužování, osazování, růst o stejném průměru a ocas. Přesná kontrola polohy, rychlosti a úhlu zárodečného krystalu během těchto fází zajišťuje, že krystal roste podle požadovaných podmínek procesu. Bez tohoto systému by pec nemohla provádět jemné úpravy potřebné k výrobě krystalů bez defektů.

Systém řízení teploty topení

Jádrem funkčnosti pece je systém regulace teploty ohřevu, který je zodpovědný za generování tepla potřebného k roztavení polykrystalického křemíku a udržování stabilní teploty během procesu růstu krystalů. Tento systém se skládá z komponent, jako je ohřívač, teplotní čidla a jednotka pro řízení teploty. Ohřívač, často vyrobený z vysoce čistého grafitu, generuje teplo přeměnou elektrické energie na tepelnou energii. Jakmile křemíkový materiál dosáhne požadované teploty a roztaví se, teplotní senzory nepřetržitě monitorují výkyvy. Tyto senzory odesílají data v reálném čase do řídicí jednotky, která upravuje výstupní výkon tak, aby byla v peci udržována přesná teplota. Udržování stabilní teploty je kritické, protože i malé výkyvy mohou vést k defektům krystalů nebo nesprávnému růstu.

Vakuový systém

Vakuový systém je rozhodující při vytváření a udržování ideálního nízkotlakého prostředí potřebného během růstu krystalů. Funguje tak, že odstraňuje vzduch, nečistoty a další plyny z komory pece pomocí vývěv. Tento proces zajišťuje, že pec pracuje při tlacích typicky pod 5 TOR, což zabraňuje oxidaci křemíkového materiálu během vysokoteplotního procesu. Vakuové prostředí navíc pomáhá eliminovat jakékoli těkavé nečistoty uvolňované během růstu krystalů, což může výrazně zlepšit čistotu a celkovou kvalitu výsledného monokrystalu. Vakuový systém tedy nejen chrání křemík před nežádoucími reakcemi, ale také zvyšuje výkon a spolehlivost pece.

Argonový plynový systém

Systém argonového plynu slouží dvěma hlavním účelům: ochraně křemíkového materiálu před oxidací a udržování vnitřního tlaku pece. Po vakuovém procesu se do komory zavede vysoce čistý argonový plyn (s úrovní čistoty 6N nebo vyšší). Argon jako inertní plyn vytváří ochrannou bariéru, která zabraňuje případnému zbývajícímu kyslíku nebo vnějšímu vzduchu reagovat s roztaveným křemíkem. Kontrolované zavádění argonu navíc pomáhá stabilizovat vnitřní tlak a poskytuje optimální prostředí pro růst krystalů. V některých případech tok plynného argonu také napomáhá při odstraňování přebytečného tepla z rostoucího krystalu, přičemž působí jako chladicí činidlo pro zlepšení regulace teploty.

Systém vodního chlazení

Systém vodního chlazení je navržen tak, aby řídil teplo generované různými vysokoteplotními součástmi v peci, jako je ohřívač, kelímek a elektrody. Při provozu pece tyto součásti produkují značné množství tepla, které, pokud by se neřídilo, mohlo způsobit poškození nebo deformaci. Vodní chladicí systém cirkuluje chladicí vodu přes pec, aby odváděl přebytečné teplo a udržoval tyto komponenty v bezpečných provozních teplotních rozmezích. Kromě prodloužení životnosti součástí pece hraje chladicí systém pomocnou roli při regulaci teploty uvnitř pece, čímž zlepšuje celkovou kontrolu teploty a přesnost.

Elektrický řídicí systém

Elektrický řídicí systém, často označovaný jako "mozek" monokrystalové růstové pece, dohlíží na provoz všech ostatních systémů. Tento systém přijímá data z různých senzorů, včetně teplotních, tlakových a polohových senzorů, a využívá tyto informace k provádění úprav mechanického převodu, topení, vakua, argonu a vodního chlazení v reálném čase. Elektrický řídicí systém může například automaticky upravit topný výkon na základě teplotních údajů nebo upravit rychlost a úhel rotace krystalu a kelímku během různých fází procesu růstu. Kromě toho je systém vybaven detekcí poruch a funkcemi alarmu, které zajišťují, že jakékoli nesrovnalosti jsou okamžitě identifikovány a jsou přijata nápravná opatření k udržení bezpečného a efektivního provozu.

Závěrem lze říci, že šest hlavních systémů jednokrystalové růstové pece pracuje v tandemu, aby usnadnilo komplexní proces růstu krystalů. Každý systém hraje zásadní roli při udržování nezbytných podmínek pro výrobu vysoce kvalitních monokrystalů, což zajišťuje efektivní a bezpečný provoz pece. Ať už jde o řízení teploty, tlaku nebo mechanických pohybů, každý systém je nezbytný pro celkový úspěch pece.

---

Semicorex nabízívysoce kvalitní grafitové dílypro pece pro růst krystalů. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com