Termisk feltisolasjonsmateriale

Prosessen med monokrystallinsk silisiumvekst skjer hovedsakelig innenfor et termisk felt, der kvaliteten på det termiske miljøet påvirker krystallkvaliteten og veksteffektiviteten betydelig. Utformingen av det termiske feltet spiller en sentral rolle i utformingen av temperaturgradienter og gassstrømdynamikk i ovnskammeret. Videre påvirker materialene som brukes til å konstruere det termiske feltet direkte dets levetid og ytelse.

Betydningen av termisk feltdesign

Et godt designet termisk felt sikrer passende temperaturfordeling for halvledersmelting og krystallvekst, og letter produksjonen av høykvalitets monokrystallinsk silisium. Omvendt resulterer utilstrekkelig utformede termiske felt i at krystaller ikke oppfyller kvalitetskravene eller i noen tilfeller hindrer veksten av komplette monokrystaller.

Valg av termiske feltmaterialer

Termiske feltmaterialer refererer til de strukturelle og isolerende komponentene i krystallvekstovnskammeret. Blant de mest brukte isolasjonsmaterialene erkarbonfilt, sammensatt av tynne fibre som effektivt blokkerer varmestråling, og gir dermed isolasjon.Karbonfilter vanligvis vevd inn i tynne arklignende materialer, som deretter kuttes i ønskede former og bues for å passe rasjonelle radier.

Et annet utbredt isolasjonsmateriale er herdet filt, som består av lignende fibre, men som bruker karbonholdige bindemidler for å konsolidere dispergerte fibre til en mer robust, strukturert form. Ved å bruke kjemisk dampavsetning av karbon i stedet for bindemidler, kan materialets mekaniske egenskaper forbedres ytterligere.

Optimalisering av termiske feltkomponenter

Typisk er isolerende herdet filt belagt med et kontinuerlig lag av grafitt ellerfoliepå deres ytre overflater for å redusere erosjon, slitasje og partikkelforurensning. Andre typer karbonbaserte isolasjonsmaterialer, som karbonskum, finnes også. Generelt foretrekkes grafittiserte materialer på grunn av deres betydelig reduserte overflateareal, noe som fører til redusert utgassing og kortere tid som kreves for å oppnå riktige vakuumnivåer i ovnen. Et annet alternativ erC/C komposittmaterialer, kjent for sin lette, høye skadetoleranse og styrke. Bytte ut grafittkomponenter medC/C kompositti det termiske feltet reduserer frekvensen av grafittkomponenterstatning betydelig, og forbedrer derved monokrystallkvalitet og produksjonsstabilitet.