欢迎来到苏州美腾炉业有限公司官方网站
+ 微信号:WANGYUNHUA

您当前的位置首页 > 新闻中心  > 行业动态 返回

单晶生长炉的特点有哪些

来源:Chinese website  |  发布时间:2024年12月28日

单晶生长炉具有以下特点:
1.正确控制方面
      温度正确:能够将温度控制在非常正确的范围内,比如直拉法生长硅单晶时,要将石英坩埚内多晶硅原料加热到 1450℃以上并保持稳定。热场温度分布的正确度直接影响晶体生长的质量,若温度波动过大,可能导致晶体产生缺陷、杂质分布不均匀等问题。
      多参数正确调控:除了温度,还能对晶体提拉速度、坩埚旋转速度、炉内气氛(如氩气等惰性气体的流量和压力)、真空度等参数进行正确控制。以区熔法为例,需要正确控制熔区移动速度等参数,来保证单晶生长的完整性和纯度。
2.环境营造方面
      高真空环境:配备高性能的真空系统,可将炉内空气抽出,达到高真空度或低真空度环境,减少杂质气体的混入,防止晶体在生长过程中被氧化或引入其他杂质,提高晶体纯度。
      惰性气氛保护:通常会通入氮气、氦气、氩气等惰性气体,进一步保护熔体和生长中的晶体,避免其与空气接触发生化学反应,同时可以通过调节气体流量和压力来控制炉内气氛,为晶体生长提供稳定的化学环境。
3.结构设计方面
      双层水冷结构:炉体一般采用双层水冷设计,可有效带走炉内高温产生的热量,保证炉体温度在合理范围内,防止炉体材料因高温变形,延长设备使用寿命,也有助于维持炉内温度场的稳定。
      合理的空间布局:内部空间布局合理,为晶体生长提供足够的空间,同时便于安装和更换坩埚、籽晶等部件,以及布置加热元件、测温装置等,如一些单晶炉设有二次加料口,方便在生长过程中补充原料。
4.自动化程度方面
      全自动控制:采用优良的计算机控制系统,可实现从抽真空、检漏、炉压控制、熔料、引晶、放肩、等径、收尾到停炉等晶体生长全过程的自动控制,减少人工操作误差,提高生产效率和产品质量稳定性。
      实时监控与反馈:配备传感器和监控设备,如高像素 CCD 测径 ADC 系统、液面测温装置等,能实时监测晶体的生长状态,如晶体直径、温度、液面位置等信息,并将数据反馈给控制系统,以便及时调整参数。
5.材料与部件方面
      耐高温材料:加热元件通常采用石墨等耐高温材料,能够承受高温环境,保证在长时间的加热过程中不发生变形、熔化或氧化,为晶体生长提供稳定的热源。
      质量部件:关键部件如晶体提升及旋转机构、坩埚提升及旋转机构等,具有高精度、高稳定性和高可靠性,确保在晶体生长过程中能够正确地按照设定的参数运行,保证晶体生长的质量和一致性。
6.其他方面
      应用广泛:可以生长多种不同的单晶材料,包括半导体材料(如硅、锗、砷化镓等)、光学晶体材料(如激光晶体、光纤晶体等)以及其他无机材料(如离子电池材料、陶瓷材料等),满足不同领域的需求。
      技术创新性:随着科技的不断发展,单晶生长炉的技术也在不断创新,如采用新的加热技术、控制算法、材料和结构设计等,以提高晶体生长的效率、质量和尺寸,降低成本,满足市场对单晶材料不断增长的需求。