Hệ thống lò tăng trưởng tinh thể là gì

Lò tăng trưởng tinh thể đơn là một thiết bị chuyên dụng cao được sử dụng để sản xuất các tinh thể đơn không bị biến dạng từ vật liệu silicon đa tinh thể. Trong môi trường khí argon, lò sử dụng hệ thống gia nhiệt than chì để làm nóng chảy silicon đa tinh thể và phát triển silicon đơn tinh thể bằng phương pháp Czochralski. Lò bao gồm sáu hệ thống chính hoạt động hài hòa để đảm bảo sự phát triển tinh thể hiệu quả và chất lượng cao. Các hệ thống này bao gồm hệ thống truyền động cơ khí, hệ thống kiểm soát nhiệt độ sưởi ấm, hệ thống chân không, hệ thống khí argon, hệ thống làm mát bằng nước và hệ thống điều khiển điện.

Hệ thống truyền động cơ khí

Hệ thống truyền động cơ học tạo thành nền tảng cho khả năng hoạt động của lò tăng trưởng đơn tinh thể. Nó chịu trách nhiệm kiểm soát chuyển động của cả tinh thể và nồi nấu kim loại, bao gồm việc nâng và xoay tinh thể mầm cũng như điều chỉnh vị trí thẳng đứng và quay của nồi nấu kim loại. Độ chính xác trong việc kiểm soát các thông số này là rất quan trọng đối với sự thành công của từng giai đoạn phát triển tinh thể, chẳng hạn như gieo mầm, tạo cổ, tạo vai, tăng trưởng có đường kính bằng nhau và cắt đuôi. Kiểm soát chính xác vị trí, tốc độ và góc của tinh thể hạt trong các giai đoạn này đảm bảo rằng tinh thể phát triển theo các điều kiện quy trình cần thiết. Nếu không có hệ thống này, lò nung sẽ không thể thực hiện các điều chỉnh tinh tế cần thiết để tạo ra các tinh thể không có khuyết tật.

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ sưởi ấm

Chức năng cốt lõi của lò là hệ thống kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt, chịu trách nhiệm tạo ra nhiệt cần thiết để làm tan chảy silicon đa tinh thể và duy trì nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình phát triển tinh thể. Hệ thống này bao gồm các bộ phận như lò sưởi, cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển nhiệt độ. Lò sưởi, thường được làm từ than chì có độ tinh khiết cao, tạo ra nhiệt bằng cách chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt. Khi vật liệu silicon đạt đến nhiệt độ mong muốn và tan chảy, các cảm biến nhiệt độ sẽ liên tục theo dõi các biến động. Những cảm biến này gửi dữ liệu thời gian thực đến bộ điều khiển, bộ điều khiển này sẽ điều chỉnh công suất đầu ra để duy trì nhiệt độ chính xác trong lò. Duy trì nhiệt độ ổn định là rất quan trọng, vì ngay cả những dao động nhỏ cũng có thể dẫn đến các khuyết tật về tinh thể hoặc sự phát triển không đúng cách.

Hệ thống chân không

Hệ thống chân không rất quan trọng trong việc tạo ra và duy trì môi trường áp suất thấp lý tưởng cần thiết trong quá trình phát triển tinh thể. Nó hoạt động bằng cách loại bỏ không khí, tạp chất và các loại khí khác khỏi buồng lò bằng bơm chân không. Quá trình này đảm bảo rằng lò hoạt động ở áp suất thường dưới 5 TOR, ngăn chặn vật liệu silicon bị oxy hóa trong quá trình nhiệt độ cao. Ngoài ra, môi trường chân không hỗ trợ loại bỏ mọi tạp chất dễ bay hơi được giải phóng trong quá trình phát triển tinh thể, điều này có thể cải thiện đáng kể độ tinh khiết và chất lượng tổng thể của đơn tinh thể thu được. Do đó, hệ thống chân không không chỉ bảo vệ silicon khỏi các phản ứng không mong muốn mà còn nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của lò.

Hệ thống khí Argon

Hệ thống khí argon phục vụ hai mục đích chính: bảo vệ vật liệu silicon khỏi quá trình oxy hóa và duy trì áp suất bên trong lò. Sau quá trình chân không, khí argon có độ tinh khiết cao (có độ tinh khiết từ 6N trở lên) được đưa vào buồng. Argon, là một loại khí trơ, tạo ra một hàng rào bảo vệ ngăn không cho oxy còn lại hoặc không khí bên ngoài phản ứng với silicon nóng chảy. Ngoài ra, việc đưa argon vào có kiểm soát giúp ổn định áp suất bên trong, mang lại môi trường tối ưu cho sự phát triển của tinh thể. Trong một số trường hợp, dòng khí argon cũng hỗ trợ loại bỏ nhiệt dư thừa khỏi tinh thể đang phát triển, hoạt động như một tác nhân làm mát để tăng cường kiểm soát nhiệt độ.

Hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước được thiết kế để quản lý nhiệt được tạo ra bởi các bộ phận có nhiệt độ cao khác nhau trong lò, chẳng hạn như bộ gia nhiệt, nồi nấu kim loại và điện cực. Khi lò hoạt động, các bộ phận này tạo ra một lượng nhiệt đáng kể, nếu không được quản lý có thể gây hư hỏng hoặc biến dạng. Hệ thống làm mát bằng nước luân chuyển nước làm mát qua lò để tản nhiệt dư thừa và giữ cho các bộ phận này ở trong phạm vi nhiệt độ vận hành an toàn. Ngoài việc kéo dài tuổi thọ của các bộ phận trong lò, hệ thống làm mát còn đóng vai trò phụ trợ trong việc giúp điều chỉnh nhiệt độ bên trong lò, từ đó cải thiện độ chính xác và kiểm soát nhiệt độ tổng thể.

Hệ thống điều khiển điện

Thường được gọi là "bộ não" của lò tăng trưởng đơn tinh thể, hệ thống điều khiển điện giám sát hoạt động của tất cả các hệ thống khác. Hệ thống này nhận dữ liệu từ nhiều cảm biến khác nhau, bao gồm cảm biến nhiệt độ, áp suất và vị trí, đồng thời sử dụng thông tin này để thực hiện các điều chỉnh theo thời gian thực đối với hệ thống truyền động cơ học, hệ thống sưởi, chân không, khí argon và làm mát bằng nước. Ví dụ, hệ thống điều khiển điện có thể tự động điều chỉnh công suất gia nhiệt dựa trên số liệu nhiệt độ hoặc điều chỉnh tốc độ và góc quay của tinh thể và nồi nấu kim loại trong các giai đoạn khác nhau của quá trình tăng trưởng. Ngoài ra, hệ thống còn được trang bị tính năng phát hiện và cảnh báo lỗi, đảm bảo mọi sai sót đều được phát hiện kịp thời và thực hiện các hành động khắc phục để duy trì hoạt động an toàn và hiệu quả.

Tóm lại, sáu hệ thống chính của lò tăng trưởng tinh thể đơn hoạt động song song để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phát triển tinh thể phức tạp. Mỗi hệ thống đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì các điều kiện cần thiết để sản xuất các tinh thể đơn chất lượng cao, đảm bảo lò hoạt động hiệu quả và an toàn. Cho dù đó là kiểm soát nhiệt độ, áp suất hay chuyển động cơ học, mỗi hệ thống đều rất cần thiết cho sự thành công chung của lò.

---

Ưu đãi của Semicorexbộ phận than chì chất lượng caocho lò tăng trưởng tinh thể. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc cần thêm chi tiết, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Số điện thoại liên hệ +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com