Vật liệu cách nhiệt trường nhiệt

Quá trình tăng trưởng silicon đơn tinh thể chủ yếu xảy ra trong trường nhiệt, trong đó chất lượng của môi trường nhiệt ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tinh thể và hiệu quả tăng trưởng. Thiết kế của trường nhiệt đóng vai trò then chốt trong việc định hình gradient nhiệt độ và động lực dòng khí trong buồng lò. Hơn nữa, vật liệu được sử dụng để xây dựng trường nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và hiệu suất của nó.

Ý nghĩa của thiết kế trường nhiệt

Trường nhiệt được thiết kế tốt đảm bảo phân bổ nhiệt độ thích hợp cho sự tan chảy chất bán dẫn và phát triển tinh thể, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất silicon đơn tinh thể chất lượng cao. Ngược lại, trường nhiệt được thiết kế không phù hợp dẫn đến tinh thể không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng hoặc trong một số trường hợp cản trở sự phát triển của các đơn tinh thể hoàn chỉnh.

Lựa chọn vật liệu trường nhiệt

Vật liệu trường nhiệt đề cập đến các thành phần cấu trúc và cách điện trong buồng lò tăng trưởng tinh thể. Trong số các vật liệu cách nhiệt được sử dụng phổ biến lànỉ carbon, bao gồm các sợi mỏng có tác dụng ngăn chặn bức xạ nhiệt một cách hiệu quả, từ đó mang lại khả năng cách nhiệt.Cảm giác carbonthường được dệt thành các vật liệu giống như tấm mỏng, sau đó được cắt thành các hình dạng mong muốn và uốn cong để phù hợp với bán kính hợp lý.

Một vật liệu cách nhiệt phổ biến khác là nỉ đã xử lý, bao gồm các sợi tương tự nhưng sử dụng chất kết dính có chứa carbon để củng cố các sợi phân tán thành dạng có cấu trúc chắc chắn hơn. Bằng cách sử dụng sự lắng đọng hơi hóa học của carbon thay vì chất kết dính, tính chất cơ học của vật liệu có thể được nâng cao hơn nữa.

Tối ưu hóa các thành phần trường nhiệt

Thông thường, nỉ được xử lý cách điện được phủ một lớp than chì hoặcgiấy bạctrên bề mặt bên ngoài của chúng để giảm xói mòn, mài mòn và ô nhiễm hạt. Các loại vật liệu cách nhiệt gốc cacbon khác, chẳng hạn như bọt cacbon, cũng tồn tại. Nói chung, vật liệu than chì được ưa chuộng hơn do diện tích bề mặt giảm đáng kể, dẫn đến giảm khí thoát ra và thời gian cần thiết ngắn hơn để đạt được mức chân không thích hợp trong lò. Một lựa chọn khác làC/C tổng hợpvật liệu, được biết đến với trọng lượng nhẹ, khả năng chịu sát thương cao và độ bền. Thay thế các thành phần than chì bằngC/C tổng hợptrong trường nhiệt làm giảm đáng kể tần suất thay thế thành phần than chì, từ đó cải thiện chất lượng đơn tinh thể và độ ổn định sản xuất.