ระบบ Crystal Growth Furnace คืออะไร

เตาเติบโตผลึกเดี่ยวเป็นอุปกรณ์เฉพาะทางที่ใช้ในการผลิตผลึกเดี่ยวที่ปราศจากการเคลื่อนที่จากวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน ในสภาพแวดล้อมของก๊าซอาร์กอน เตาหลอมจะใช้ระบบทำความร้อนด้วยกราไฟท์เพื่อหลอมซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ และขยายซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์โดยใช้วิธี Czochralski เตาเผาประกอบด้วยหกระบบหลักที่ทำงานประสานกันเพื่อให้แน่ใจว่าการเติบโตของคริสตัลมีประสิทธิภาพและมีคุณภาพสูง ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยระบบส่งกำลังเชิงกล ระบบควบคุมอุณหภูมิความร้อน ระบบสูญญากาศ ระบบแก๊สอาร์กอน ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ และระบบควบคุมไฟฟ้า

ระบบส่งกำลังแบบกลไก

ระบบส่งกำลังแบบกลไกเป็นรากฐานของความสามารถในการปฏิบัติงานของเตาเติบโตผลึกเดี่ยว มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของทั้งคริสตัลและถ้วยใส่ตัวอย่าง รวมถึงการยกและหมุนผลึกเมล็ดพืช และการปรับตำแหน่งแนวตั้งและการหมุนของถ้วยใส่ตัวอย่าง ความแม่นยำในการควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของแต่ละระยะของการเติบโตของผลึก เช่น การเพาะ การคล้องคอ การแบกไหล่ การเติบโตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน และการหาง การควบคุมตำแหน่ง ความเร็ว และมุมของเมล็ดคริสตัลอย่างแม่นยำในระหว่างขั้นตอนเหล่านี้ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าคริสตัลจะเติบโตตามเงื่อนไขของกระบวนการที่ต้องการ หากไม่มีระบบนี้ เตาหลอมจะไม่สามารถทำการปรับเปลี่ยนอย่างละเอียดที่จำเป็นในการผลิตคริสตัลที่ปราศจากข้อบกพร่องได้

ระบบควบคุมอุณหภูมิความร้อน

หัวใจสำคัญของการทำงานของเตาเผาคือระบบควบคุมอุณหภูมิความร้อน ซึ่งมีหน้าที่สร้างความร้อนที่จำเป็นในการละลายซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ และรักษาอุณหภูมิให้คงที่ตลอดกระบวนการเจริญเติบโตของคริสตัล ระบบนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น เครื่องทำความร้อน เซ็นเซอร์อุณหภูมิ และหน่วยควบคุมอุณหภูมิ เครื่องทำความร้อนซึ่งมักทำจากกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง สร้างความร้อนโดยการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน เมื่อวัสดุซิลิกอนถึงอุณหภูมิที่ต้องการและละลายแล้ว เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะติดตามความผันผวนอย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์เหล่านี้จะส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ไปยังชุดควบคุม ซึ่งจะปรับกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกเพื่อรักษาอุณหภูมิที่แม่นยำภายในเตาเผา การรักษาอุณหภูมิให้คงที่ถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากความผันผวนแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจนำไปสู่ข้อบกพร่องของผลึกหรือการเจริญเติบโตที่ไม่เหมาะสมได้

ระบบสุญญากาศ

ระบบสุญญากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างและรักษาสภาพแวดล้อมแรงดันต่ำที่เหมาะสมซึ่งจำเป็นในระหว่างการเจริญเติบโตของผลึก ทำงานโดยการกำจัดอากาศ สิ่งเจือปน และก๊าซอื่นๆ ออกจากห้องเตาเผาโดยใช้ปั๊มสุญญากาศ กระบวนการนี้ช่วยให้แน่ใจว่าเตาทำงานที่ความดันโดยทั่วไปต่ำกว่า 5 TOR เพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุซิลิกอนออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมสุญญากาศยังช่วยกำจัดสิ่งเจือปนที่ระเหยง่ายใดๆ ที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเติบโตของคริสตัล ซึ่งสามารถปรับปรุงความบริสุทธิ์และคุณภาพโดยรวมของโมโนคริสตัลที่เกิดขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นระบบสูญญากาศจึงไม่เพียงแต่ปกป้องซิลิคอนจากปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเตาเผาอีกด้วย

ระบบแก๊สอาร์กอน

ระบบแก๊สอาร์กอนมีจุดประสงค์หลักสองประการ: ปกป้องวัสดุซิลิกอนจากการเกิดออกซิเดชัน และรักษาความดันภายในเตาเผา หลังจากกระบวนการสุญญากาศ จะมีการนำก๊าซอาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูง (ที่มีระดับความบริสุทธิ์ 6N ขึ้นไป) เข้าไปในห้องเพาะเลี้ยง อาร์กอนซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยจะสร้างเกราะป้องกันที่ป้องกันไม่ให้ออกซิเจนหรืออากาศภายนอกที่เหลืออยู่ทำปฏิกิริยากับซิลิคอนหลอมเหลว นอกจากนี้ การแนะนำอาร์กอนที่มีการควบคุมยังช่วยรักษาความดันภายในให้คงที่ ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเติบโตของคริสตัล ในบางกรณี การไหลของก๊าซอาร์กอนยังช่วยขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากผลึกที่กำลังเติบโต โดยทำหน้าที่เป็นสารทำความเย็นเพื่อเพิ่มการควบคุมอุณหภูมิ

ระบบน้ำหล่อเย็น

ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำได้รับการออกแบบเพื่อจัดการความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบอุณหภูมิสูงต่างๆ ภายในเตาเผา เช่น เครื่องทำความร้อน ถ้วยใส่ตัวอย่าง และอิเล็กโทรด ในขณะที่เตาเผาทำงาน ส่วนประกอบเหล่านี้จะก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมาก ซึ่งหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการจัดการ อาจก่อให้เกิดความเสียหายหรือเสียรูปได้ ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำจะหมุนเวียนน้ำหล่อเย็นผ่านเตาเผาเพื่อกระจายความร้อนส่วนเกินและรักษาส่วนประกอบเหล่านี้ให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ปลอดภัย นอกเหนือจากการยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบเตาเผาแล้ว ระบบทำความเย็นยังมีบทบาทเสริมในการช่วยควบคุมอุณหภูมิภายในเตาเผา ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการควบคุมอุณหภูมิและความแม่นยำโดยรวม

ระบบควบคุมไฟฟ้า

ระบบควบคุมไฟฟ้ามักเรียกกันว่า "สมอง" ของเตาเติบโตผลึกเดี่ยว โดยจะดูแลการทำงานของระบบอื่นๆ ทั้งหมด ระบบนี้รับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ต่างๆ รวมถึงเซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความดัน และตำแหน่ง และใช้ข้อมูลนี้เพื่อปรับเปลี่ยนระบบส่งกำลังทางกล การทำความร้อน สุญญากาศ ก๊าซอาร์กอน และระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบเรียลไทม์ ตัวอย่างเช่น ระบบควบคุมไฟฟ้าสามารถปรับกำลังความร้อนได้โดยอัตโนมัติตามการอ่านอุณหภูมิ หรือปรับเปลี่ยนความเร็วและมุมการหมุนของคริสตัลและถ้วยใส่ตัวอย่างในระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการเติบโต นอกจากนี้ ระบบยังมาพร้อมกับคุณสมบัติการตรวจจับข้อผิดพลาดและการเตือน เพื่อให้มั่นใจว่ามีการระบุความผิดปกติทันที และดำเนินการแก้ไขเพื่อรักษาการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

โดยสรุป ระบบหลัก 6 ระบบของเตาเติบโตของผลึกเดี่ยวทำงานควบคู่กันเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการที่ซับซ้อนของการเติบโตของผลึก แต่ละระบบมีบทบาทสำคัญในการรักษาสภาวะที่จำเป็นสำหรับการผลิตผลึกเดี่ยวคุณภาพสูง เพื่อให้มั่นใจว่าเตาเผาทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมอุณหภูมิ ความดัน หรือการเคลื่อนไหวทางกล แต่ละระบบมีความสำคัญต่อความสำเร็จโดยรวมของเตาเผา

---

ข้อเสนอของ Semicorexชิ้นส่วนกราไฟท์คุณภาพสูงสำหรับเตาหลอมคริสตัล หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com