Material de izolare a câmpului termic

Procesul de creștere a siliciului monocristalin are loc predominant într-un câmp termic, unde calitatea mediului termic are un impact semnificativ asupra calității cristalului și eficienței creșterii. Proiectarea câmpului termic joacă un rol esențial în modelarea gradienților de temperatură și a dinamicii fluxului de gaz în camera cuptorului. În plus, materialele utilizate în construirea câmpului termic influențează direct durata de viață și performanța acestuia.

Semnificația proiectării câmpului termic

Un câmp termic bine proiectat asigură o distribuție adecvată a temperaturii pentru topirea semiconductorilor și creșterea cristalelor, facilitând astfel producția de siliciu monocristalin de înaltă calitate. În schimb, câmpurile termice proiectate inadecvat au ca rezultat ca cristalele să nu îndeplinească cerințele de calitate sau, în unele cazuri, să împiedice creșterea monocristalelor complete.

Selectarea materialelor de câmp termic

Materialele de câmp termic se referă la componentele structurale și izolatoare din camera cuptorului de creștere a cristalului. Printre materialele de izolare utilizate în mod obișnuit se numărăpâslă de carbon, compus din fibre subțiri care blochează eficient radiația de căldură, oferind astfel izolație.Pâslă de carboneste de obicei țesut în materiale subțiri asemănătoare foilor, care sunt apoi tăiate în formele dorite și curbate pentru a se potrivi cu raze raționale.

Un alt material de izolare predominant este pâsla întărită, compusă din fibre similare, dar care utilizează lianți care conțin carbon pentru a consolida fibrele dispersate într-o formă mai robustă și mai structurată. Prin utilizarea depunerii chimice de vapori de carbon în loc de lianți, proprietățile mecanice ale materialului pot fi îmbunătățite în continuare.

Optimizarea componentelor câmpului termic

De obicei, pâslele izolante întărite sunt acoperite cu un strat continuu de grafit saufoliepe suprafețele lor exterioare pentru a reduce eroziunea, uzura și contaminarea cu particule. Există și alte tipuri de materiale izolatoare pe bază de carbon, cum ar fi spuma de carbon. În general, materialele grafitizate sunt preferate datorită suprafeței lor semnificativ reduse, ceea ce duce la scăderea degazării și la un timp mai scurt necesar pentru a atinge niveluri adecvate de vid în cuptor. O altă alternativă esteC/C compozitmateriale, cunoscute pentru ușoare, toleranță ridicată la deteriorare și rezistență. Înlocuirea componentelor din grafit cuC/C compozitîn domeniul termic reduce semnificativ frecvența înlocuirii componentelor din grafit, îmbunătățind astfel calitatea monocristalului și stabilitatea producției.