ما هو نظام فرن النمو البلوري

فرن النمو البلوري المفرد عبارة عن قطعة من المعدات عالية التخصص المستخدمة لإنتاج بلورات مفردة خالية من الخلع من مادة السيليكون متعدد البلورات. في بيئة غاز الأرجون، يستخدم الفرن نظام تسخين الجرافيت لإذابة السيليكون متعدد البلورات ونمو السيليكون أحادي البلورات باستخدام طريقة تشوتشرالسكي. يتكون الفرن من ستة أنظمة رئيسية تعمل بتناغم لضمان نمو بلوري فعال وعالي الجودة. وتشمل هذه الأنظمة نظام النقل الميكانيكي، ونظام التحكم في درجة حرارة التدفئة، ونظام التفريغ، ونظام غاز الأرجون، ونظام تبريد المياه، ونظام التحكم الكهربائي.

نظام النقل الميكانيكي

يشكل نظام النقل الميكانيكي أساس القدرة التشغيلية لفرن النمو البلوري المفرد. وهي مسؤولة عن التحكم في حركة كل من البلورة والبوتقة، بما في ذلك رفع وتدوير بلورة البذور وضبط الأوضاع الرأسية والدورانية للبوتقة. الدقة في التحكم في هذه المعلمات أمر بالغ الأهمية لنجاح كل مرحلة من مراحل نمو البلورات، مثل البذر، والعنق، والتحمل، ونمو القطر المتساوي، والمخلفات. إن التحكم الدقيق في موضع بلورة البذور وسرعتها وزاويتها خلال هذه المراحل يضمن نمو البلورة وفقًا لظروف العملية المطلوبة. وبدون هذا النظام، لن يتمكن الفرن من إجراء التعديلات الدقيقة اللازمة لإنتاج بلورات خالية من العيوب.

نظام التحكم في درجة حرارة التدفئة

يقع في قلب وظيفة الفرن نظام التحكم في درجة حرارة التسخين، وهو المسؤول عن توليد الحرارة اللازمة لإذابة السيليكون متعدد البلورات والحفاظ على درجة حرارة ثابتة طوال عملية نمو البلورات. يتكون هذا النظام من مكونات مثل السخان وأجهزة استشعار درجة الحرارة ووحدة التحكم في درجة الحرارة. يقوم المدفأة، المصنوعة غالبًا من الجرافيت عالي النقاء، بتوليد الحرارة عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية. بمجرد أن تصل مادة السيليكون إلى درجة الحرارة المطلوبة وتذوب، تقوم أجهزة استشعار درجة الحرارة بمراقبة التقلبات بشكل مستمر. ترسل هذه المستشعرات بيانات في الوقت الفعلي إلى وحدة التحكم، والتي تقوم بضبط خرج الطاقة للحفاظ على درجة حرارة دقيقة داخل الفرن. يعد الحفاظ على درجة حرارة ثابتة أمرًا بالغ الأهمية، حيث أن التقلبات الطفيفة يمكن أن تؤدي إلى عيوب كريستالية أو نمو غير سليم.

نظام فراغ

يعد نظام الفراغ أمرًا بالغ الأهمية في إنشاء وصيانة بيئة الضغط المنخفض المثالية المطلوبة أثناء نمو البلورات. إنه يعمل عن طريق إزالة الهواء والشوائب والغازات الأخرى من غرفة الفرن باستخدام مضخات التفريغ. تضمن هذه العملية أن الفرن يعمل عند ضغوط عادة أقل من 5 تور، مما يمنع مادة السيليكون من الأكسدة أثناء عملية درجة الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، تساعد البيئة المفرغة في التخلص من أي شوائب متطايرة يتم إطلاقها أثناء نمو البلورات، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من نقاء والجودة الشاملة للبلورة الأحادية الناتجة. وبالتالي، فإن نظام التفريغ لا يحمي السيليكون من التفاعلات غير المرغوب فيها فحسب، بل يعزز أيضًا أداء وموثوقية الفرن.

نظام غاز الأرجون

يخدم نظام غاز الأرجون غرضين رئيسيين: حماية مادة السيليكون من الأكسدة والحفاظ على الضغط الداخلي للفرن. بعد عملية التفريغ، يتم إدخال غاز الأرجون عالي النقاء (بمستوى نقاء 6N أو أعلى) إلى الغرفة. الأرجون، كونه غازًا خاملًا، يخلق حاجزًا وقائيًا يمنع أي أكسجين أو هواء خارجي متبقي من التفاعل مع السيليكون المنصهر. بالإضافة إلى ذلك، يساعد الإدخال المتحكم فيه للأرجون على استقرار الضغط الداخلي، مما يوفر بيئة مثالية لنمو البلورات. في بعض الحالات، يساعد تدفق غاز الأرجون أيضًا في إزالة الحرارة الزائدة من البلورة المتنامية، حيث يعمل كعامل تبريد لتعزيز التحكم في درجة الحرارة.

نظام تبريد المياه

تم تصميم نظام تبريد الماء لإدارة الحرارة الناتجة عن مختلف المكونات ذات درجة الحرارة العالية داخل الفرن، مثل السخان، والبوتقة، والأقطاب الكهربائية. أثناء تشغيل الفرن، تنتج هذه المكونات كمية كبيرة من الحرارة، والتي إذا تركت دون إدارة، يمكن أن تسبب ضررًا أو تشوهًا. يقوم نظام تبريد المياه بتدوير مياه التبريد عبر الفرن لتبديد الحرارة الزائدة والحفاظ على هذه المكونات ضمن نطاقات درجة حرارة التشغيل الآمنة. بالإضافة إلى إطالة عمر مكونات الفرن، يلعب نظام التبريد دورًا مساعدًا في المساعدة على تنظيم درجة الحرارة داخل الفرن، وبالتالي تحسين التحكم في درجة الحرارة والدقة بشكل عام.

نظام التحكم الكهربائي

يُشار إليه غالبًا باسم "عقل" فرن النمو البلوري الفردي، ويشرف نظام التحكم الكهربائي على تشغيل جميع الأنظمة الأخرى. يتلقى هذا النظام بيانات من أجهزة استشعار مختلفة، بما في ذلك أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط والموضع، ويستخدم هذه المعلومات لإجراء تعديلات في الوقت الفعلي على أنظمة النقل الميكانيكي والتدفئة والفراغ وغاز الأرجون وتبريد الماء. على سبيل المثال، يمكن لنظام التحكم الكهربائي ضبط طاقة التسخين تلقائيًا بناءً على قراءات درجة الحرارة أو تعديل السرعة وزاوية دوران البلورة والبوتقة خلال مراحل مختلفة من عملية النمو. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز النظام بميزات الكشف عن الأخطاء والإنذار، مما يضمن تحديد أي مخالفات على الفور، واتخاذ الإجراءات التصحيحية للحفاظ على التشغيل الآمن والفعال.

في الختام، تعمل الأنظمة الستة الرئيسية لفرن نمو البلورة الواحدة جنبًا إلى جنب لتسهيل العملية المعقدة لنمو البلورة. يلعب كل نظام دورًا حيويًا في الحفاظ على الظروف اللازمة لإنتاج بلورات مفردة عالية الجودة، مما يضمن عمل الفرن بكفاءة وأمان. سواء كان الأمر يتعلق بالتحكم في درجة الحرارة أو الضغط أو الحركات الميكانيكية، فإن كل نظام ضروري لنجاح الفرن بشكل عام.

---

عروض سيميكوركسأجزاء الجرافيت عالية الجودةلأفران نمو الكريستال. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com