Kristal Büyütme Fırını Sistemi Nedir?

Tek kristal büyütme fırını, polikristalin silikon malzemeden dislokasyonsuz tek kristaller üretmek için kullanılan oldukça özel bir ekipman parçasıdır. Argon gazı ortamında fırın, polikristalin silikonu eritmek ve Czochralski yöntemini kullanarak monokristalin silikonu büyütmek için bir grafit ısıtma sistemi kullanır. Fırın, verimli ve kaliteli kristal büyümesini sağlamak için uyum içinde çalışan altı temel sistemden oluşur. Bu sistemler arasında mekanik iletim sistemi, ısıtma sıcaklık kontrol sistemi, vakum sistemi, argon gazı sistemi, su soğutma sistemi ve elektrik kontrol sistemi bulunmaktadır.

Mekanik İletim Sistemi

Mekanik iletim sistemi, tek kristal büyütme fırınının operasyonel kapasitesinin temelini oluşturur. Tohum kristalinin kaldırılması ve döndürülmesi ve potanın dikey ve dönme konumlarının ayarlanması da dahil olmak üzere hem kristalin hem de potanın hareketini kontrol etmekten sorumludur. Bu parametrelerin kontrol edilmesindeki hassasiyet, tohumlama, boyun verme, omuzlama, eşit çaplı büyüme ve kuyruklanma gibi kristal büyümesinin her aşamasının başarısı için çok önemlidir. Bu aşamalarda tohum kristalin konumunun, hızının ve açısının doğru kontrolü, kristalin gerekli proses koşullarına göre büyümesini sağlar. Bu sistem olmasaydı fırın hatasız kristaller üretmek için gereken ince ayarları yapamazdı.

Isıtma Sıcaklık Kontrol Sistemi

Fırının işlevselliğinin temelinde, polikristalin silikonu eritmek için gereken ısıyı üretmekten ve kristal büyüme süreci boyunca sabit bir sıcaklığı korumaktan sorumlu olan ısıtma sıcaklık kontrol sistemi yer alır. Bu sistem ısıtıcı, sıcaklık sensörleri ve sıcaklık kontrol ünitesi gibi bileşenlerden oluşur. Genellikle yüksek saflıkta grafitten yapılan ısıtıcı, elektrik enerjisini termal enerjiye dönüştürerek ısı üretir. Silikon malzeme istenilen sıcaklığa ulaşıp eridiğinde, sıcaklık sensörleri sürekli olarak dalgalanmaları izler. Bu sensörler, fırın içinde hassas bir sıcaklığı korumak için güç çıkışını ayarlayan kontrol ünitesine gerçek zamanlı veriler gönderir. Küçük dalgalanmalar bile kristal kusurlarına veya uygunsuz büyümeye yol açabileceğinden sabit bir sıcaklığın korunması kritik öneme sahiptir.

Vakum Sistemi

Vakum sistemi, kristal büyümesi sırasında gerekli olan ideal düşük basınçlı ortamın yaratılması ve sürdürülmesinde çok önemlidir. Vakum pompaları kullanarak fırın odasındaki havayı, yabancı maddeleri ve diğer gazları uzaklaştırarak çalışır. Bu işlem, fırının tipik olarak 5 TOR'un altındaki basınçlarda çalışmasını sağlayarak, yüksek sıcaklıktaki işlem sırasında silikon malzemenin oksitlenmesini önler. Ek olarak, vakum ortamı, kristal büyümesi sırasında açığa çıkan uçucu yabancı maddelerin ortadan kaldırılmasına yardımcı olur ve bu, elde edilen monokristalin saflığını ve genel kalitesini önemli ölçüde artırabilir. Bu nedenle vakum sistemi yalnızca silikonu istenmeyen reaksiyonlardan korumakla kalmaz, aynı zamanda fırının performansını ve güvenilirliğini de artırır.

Argon Gaz Sistemi

Argon gazı sistemi iki ana amaca hizmet eder: silikon malzemeyi oksidasyondan korumak ve fırının iç basıncını korumak. Vakum işleminden sonra hazneye yüksek saflıkta argon gazı (saflık düzeyi 6N ve üzeri) verilir. İnert bir gaz olan argon, kalan oksijenin veya dış havanın erimiş silikonla reaksiyona girmesini önleyen koruyucu bir bariyer oluşturur. Ek olarak argonun kontrollü girişi, iç basıncın dengelenmesine yardımcı olarak kristal büyümesi için en uygun ortamı sağlar. Bazı durumlarda, argon gazının akışı aynı zamanda büyüyen kristaldeki aşırı ısının giderilmesine de yardımcı olur ve sıcaklık kontrolünü geliştirmek için bir soğutma maddesi görevi görür.

Su Soğutma Sistemi

Su soğutma sistemi, ısıtıcı, pota ve elektrotlar gibi fırın içindeki çeşitli yüksek sıcaklık bileşenleri tarafından üretilen ısıyı yönetmek üzere tasarlanmıştır. Fırın çalışırken, bu bileşenler önemli miktarda ısı üretir ve bu, yönetilmezse hasara veya deformasyona neden olabilir. Su soğutma sistemi, fazla ısıyı dağıtmak ve bu bileşenleri güvenli çalışma sıcaklığı aralıklarında tutmak için soğutma suyunu fırın içerisinde dolaştırır. Fırın bileşenlerinin ömrünü uzatmanın yanı sıra soğutma sistemi, fırın içindeki sıcaklığın düzenlenmesine yardımcı olarak yardımcı bir rol oynar ve böylece genel sıcaklık kontrolünü ve doğruluğunu artırır.

Elektrik Kontrol Sistemi

Genellikle tek kristal büyütme fırınının "beyni" olarak anılan elektrik kontrol sistemi, diğer tüm sistemlerin çalışmasını denetler. Bu sistem sıcaklık, basınç ve konum sensörleri de dahil olmak üzere çeşitli sensörlerden veri alır ve bu bilgiyi mekanik iletim, ısıtma, vakum, argon gazı ve su soğutma sistemlerinde gerçek zamanlı ayarlamalar yapmak için kullanır. Örneğin, elektrik kontrol sistemi, sıcaklık okumalarına dayalı olarak ısıtma gücünü otomatik olarak ayarlayabilir veya büyüme sürecinin farklı aşamaları sırasında kristalin ve potanın hızını ve dönüş açısını değiştirebilir. Ayrıca sistem, herhangi bir düzensizliğin anında tespit edilmesini ve güvenli ve verimli çalışmayı sürdürmek için düzeltici önlemlerin alınmasını sağlayan arıza tespit ve alarm özellikleriyle donatılmıştır.

Sonuç olarak, tek bir kristal büyütme fırınının altı ana sistemi, kristal büyütmenin karmaşık sürecini kolaylaştırmak için birlikte çalışır. Her sistem, yüksek kaliteli tek kristallerin üretilmesi için gerekli koşulların sağlanmasında hayati bir rol oynar ve fırının verimli ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar. İster sıcaklığın, basıncın, ister mekanik hareketlerin kontrol edilmesi olsun, her sistem fırının genel başarısı için çok önemlidir.

---

Semicorex teklifleriyüksek kaliteli grafit parçalarkristal büyütme fırınları için. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com