Proses pertumbuhan silikon kristal tunggal rampung ing lapangan termal.Lapangan termal sing apik kondusif kanggo ningkatake kualitas kristal lan nduweni efisiensi kristalisasi sing dhuwur.Desain lapangan termal umume nemtokake owah-owahan lan owah-owahan ing gradien suhu ing lapangan termal dinamis.Aliran gas ing kamar tungku lan prabédan ing bahan sing digunakake ing lapangan termal langsung nemtokake umur layanan saka lapangan termal.Lapangan termal sing dirancang kanthi ora wajar ora mung nggawe angel tuwuh kristal sing nyukupi syarat kualitas, nanging uga ora bisa tuwuh kristal tunggal lengkap miturut syarat proses tartamtu.Pramila industri silikon monocrystalline Czochralski nganggep desain lapangan termal minangka teknologi inti lan nandur modal tenaga kerja lan sumber daya material ing riset lan pangembangan lapangan termal.
Sistem termal kasusun saka macem-macem bahan lapangan termal.Kita mung bakal ngenalake bahan sing digunakake ing lapangan termal.Kanggo distribusi suhu ing lapangan termal lan pengaruhe ing narik kristal, kita ora bakal nganalisa ing kene.Materi lapangan termal nuduhake tungku vakum pertumbuhan kristal.Bagian struktural lan termal terisolasi saka kamar, sing penting kanggo nggawe kain suhu sing tepat ing sekitar leleh lan kristal semikonduktor.
siji.bahan struktural lapangan termal
Bahan pendukung dhasar kanggo ngembangake silikon kristal tunggal kanthi metode Czochralski yaiku grafit kemurnian dhuwur.Bahan grafit nduweni peran penting ing industri modern.Ing nyiapake silikon kristal tunggal kanthi metode Czochralski, bisa digunakake minangka komponen struktural lapangan termal kayata pemanas, tabung panuntun, crucibles, tabung insulasi, lan tray crucible.
Bahan grafit dipilih amarga gampang disiapake kanthi volume gedhe, kemampuan proses lan sifat tahan suhu dhuwur.Karbon ing wangun inten utawa grafit nduweni titik lebur sing luwih dhuwur tinimbang unsur utawa senyawa apa wae.Bahan grafit cukup kuwat, utamane ing suhu dhuwur, lan konduktivitas listrik lan termal uga cukup apik.Konduktivitas listrik ndadekake cocok minangka bahan pemanas, lan nduweni konduktivitas termal sing nyenengake sing bisa nyebarake panas sing diasilake dening pemanas menyang crucible lan bagean liyane saka lapangan termal.Nanging, ing suhu sing dhuwur, utamane ing jarak sing adoh, cara utama transfer panas yaiku radiasi.
Bagean grafit wiwitane dibentuk kanthi ekstrusi utawa tekanan isostatik partikel karbon sing apik sing dicampur karo binder.Bagean grafit sing berkualitas tinggi biasane ditekan kanthi isostatis.Kabeh potongan kasebut pisanan dikarbonisasi lan banjur digrafit ing suhu sing dhuwur banget, cedhak karo 3000 ° C.Parts machined saka monoliths iki asring diresiki ing atmosfer ngemot klorin ing suhu dhuwur kanggo mbusak kontaminasi logam kanggo tundhuk karo syarat industri semikonduktor.Nanging, sanajan kanthi pemurnian sing tepat, tingkat kontaminasi logam luwih dhuwur tinimbang sing diidini dening bahan kristal tunggal silikon.Mula, kudu ati-ati ing desain lapangan termal kanggo nyegah kontaminasi komponen kasebut mlebu ing permukaan cair utawa kristal.
Bahan grafit rada permeabel, sing ngidini logam sing isih ana ing njero gampang tekan permukaan.Kajaba iku, silikon monoksida sing ana ing gas purge ing saubengé lumahing grafit bisa nembus menyang paling bahan lan reaksi.
Pemanas tungku silikon kristal tunggal awal digawe saka logam refraktori kayata tungsten lan molibdenum.Nalika teknologi pangolahan grafit diwasa, sifat listrik sambungan antarane komponen grafit dadi stabil, lan pemanas tungku silikon kristal siji wis rampung ngganti tungsten lan molibdenum lan pemanas materi liyane.Bahan grafit sing paling akeh digunakake saiki yaiku grafit isostatik.semicera bisa nyedhiyakake bahan grafit sing ditekan kanthi isostatik kanthi kualitas dhuwur.
Ing tungku silikon kristal tunggal Czochralski, bahan komposit C / C kadhangkala digunakake, lan saiki digunakake kanggo nggawe bolt, kacang, crucibles, piring bantalan beban lan komponen liyane.Bahan komposit karbon/karbon (c/c) yaiku bahan komposit berbasis karbon sing diperkuat serat karbon.Dheweke duwe kekuatan spesifik sing dhuwur, modulus spesifik sing dhuwur, koefisien ekspansi termal sing kurang, konduktivitas listrik sing apik, ketangguhan patah gedhe, gravitasi spesifik sing kurang, resistensi kejut termal, resistensi karat, Nduwe sawetara sifat sing apik kayata resistensi suhu dhuwur lan saiki akeh. digunakake ing aerospace, racing, biomaterials lan lapangan liyane minangka jinis anyar saka bahan struktur tahan suhu dhuwur.Saiki, bottleneck utama sing ditemoni dening bahan komposit C / C domestik yaiku masalah biaya lan industrialisasi.
Ana akeh bahan liyane sing digunakake kanggo nggawe lapangan termal.Grafit sing diperkuat serat karbon nduweni sifat mekanik sing luwih apik;nanging, iku luwih larang lan nemtokke syarat desain liyane.Silicon carbide (SiC) minangka bahan sing luwih apik tinimbang grafit kanthi pirang-pirang cara, nanging luwih larang lan angel nggawe bagean volume gedhe.Nanging, SiC asring digunakake minangka lapisan CVD kanggo nambah umur bagean grafit sing kena gas silikon monoksida sing agresif lan uga kanggo nyuda kontaminasi saka grafit.Lapisan karbida silikon CVD sing padhet kanthi efektif nyegah rereged ing bahan grafit mikropori tekan permukaan.
Sing liyane yaiku karbon CVD, sing uga bisa mbentuk lapisan sing padhet ing ndhuwur bagean grafit.Bahan tahan suhu dhuwur liyane, kayata molibdenum utawa bahan keramik sing cocog karo lingkungan, bisa digunakake ing ngendi ora ana risiko kontaminasi leleh.Nanging, keramik oksida ora cocog kanggo kontak langsung karo bahan grafit ing suhu dhuwur, asring ninggalake sawetara alternatif yen insulasi dibutuhake.Salah sijine yaiku boron nitride heksagonal (kadhangkala disebut grafit putih amarga sifat sing padha), nanging nduweni sifat mekanik sing kurang.Molybdenum umume cukup kanggo aplikasi suhu dhuwur amarga biaya moderat, diffusivity kurang ing kristal silikon, lan koefisien pemisahan kurang, kira-kira 5 × 108, sing ngidini sawetara kontaminasi molibdenum sadurunge ngrusak struktur kristal.
kalih.Bahan isolasi medan termal
Bahan insulasi sing paling umum digunakake yaiku karbon felt ing macem-macem formulir.Karbon felt digawe saka serat tipis sing tumindak minangka insulasi termal amarga padha ngalangi radiasi termal kaping pirang-pirang ing jarak sing cendhak.Karbon sing lembut dirajut dadi lembaran materi sing rada tipis, sing banjur dipotong dadi bentuk sing dikarepake lan ditekuk kanthi radius sing cukup.Rasa sing diobati dumadi saka bahan serat sing padha, nggunakake binder sing ngemot karbon kanggo nyambungake serat sing kasebar dadi obyek sing luwih padhet lan apik.Nggunakake deposisi uap kimia saka karbon tinimbang binder bisa nambah sifat mekanik materi kasebut.
Biasane, lumahing njaba insulating cured felt dilapisi karo lapisan grafit terus utawa foil kanggo ngurangi erosi lan nyandhang uga kontaminasi partikulat.Jinis bahan insulasi adhedhasar karbon liyane uga ana, kayata busa karbon.Umumé, bahan graphitized cetha disenengi amarga graphitization nemen nyuda area lumahing serat.Materi area permukaan sing dhuwur iki ngidini luwih sithik outgassing lan butuh wektu luwih sithik kanggo narik tungku menyang vakum sing tepat.Jinis liyane yaiku bahan komposit C / C, sing nduweni fitur sing luar biasa kayata bobot entheng, toleransi karusakan sing dhuwur, lan kekuatan sing dhuwur.Digunakake ing kothak termal kanggo ngganti bagean grafit, kang Ngartekno nyuda frekuensi panggantos saka bagean grafit lan mbenakake kualitas kristal siji lan stabilitas produksi.
Miturut klasifikasi bahan baku, karbon felt bisa dipérang dadi polyacrylonitrile-based carbon felt, viscose-based carbon felt, lan aspal-based carbon felt.
Karbon adhedhasar polyacrylonitrile nduweni isi awu sing gedhe, lan monofilamen dadi rapuh sawise perawatan suhu dhuwur.Sajrone operasi, bledug gampang diprodhuksi kanggo ngrusak lingkungan tungku.Ing wektu sing padha, serat gampang mlebu ing pori-pori manungsa lan saluran pernapasan, nyebabake karusakan kanggo kesehatan manungsa;karbon basis viscose felt Nduweni sifat insulasi termal sing apik, relatif alus sawise perawatan panas, lan kurang bisa ngasilake bledug.Nanging, salib-bagean saka untaian basis viscose duwe wangun ora duwe aturan baku lan ana akeh jurang ing lumahing serat, kang gampang kanggo mbentuk ing ngarsane atmosfer oxidizing ing Czochralski siji kristal tungku silikon.Gas kayata CO2 nyebabake udan unsur oksigen lan karbon ing bahan silikon kristal tunggal.Produsen utama kalebu SGL Jerman lan perusahaan liyane.Saiki, rasa karbon adhedhasar pitch paling akeh digunakake ing industri kristal tunggal semikonduktor, lan kinerja insulasi termal luwih apik tinimbang felt karbon lengket.Karbon adhedhasar permen karet luwih murah, nanging rasa karbon adhedhasar aspal nduweni kemurnian sing luwih dhuwur lan emisi bledug sing luwih murah.Produsen kalebu Kureha Chemical Jepang, Gas Osaka, lsp.
Amarga wangun karbon felt ora tetep, iku ora trep kanggo operate.Saiki akeh perusahaan wis ngembangake bahan insulasi termal anyar adhedhasar karbon felt - cured carbon felt.Karbon sing diobati uga diarani hard felt.Iku karbon felt sing duwe wangun tartamtu lan swasana ati sawise kang impregnated karo resin, laminated, solidified lan carbonized.
Kualitas wutah saka silikon kristal tunggal langsung kena pengaruh lingkungan lapangan termal, lan bahan insulasi serat karbon nduweni peran penting ing lingkungan iki.Serat karbon insulasi termal sing alus isih nduweni kauntungan sing signifikan ing industri semikonduktor fotovoltaik amarga kaluwihan biaya, efek insulasi termal sing apik, desain fleksibel lan wujud sing bisa disesuaikan.Kajaba iku, insulasi kaku serat karbon bakal duwe ruang sing luwih gedhe kanggo pangembangan ing pasar material lapangan termal amarga kekuatan tartamtu lan operabilitas sing luwih dhuwur.Kita setya riset lan pangembangan ing bidang bahan insulasi termal lan terus ngoptimalake kinerja produk kanggo ningkatake kamakmuran lan pangembangan industri semikonduktor fotovoltaik.
Wektu kirim: Mei-15-2024