It groeiproses fan ienkristal silisium wurdt folslein útfierd yn it termyske fjild.In goed termysk fjild is befoarderlik foar it ferbetterjen fan kristalkwaliteit en hat hege kristallisaasje-effisjinsje.It ûntwerp fan it termyske fjild bepaalt foar in grut part de feroarings en feroarings yn temperatuergradiënten yn it dynamyske termyske fjild.De stream fan gas yn 'e ovenkeamer en it ferskil yn materialen brûkt yn' e termyske fjild direkt bepale de libbensdoer fan it termyske fjild.In ûnferstannich ûntwurpen termysk fjild makket it net allinich lestich om kristallen te groeien dy't foldogge oan kwaliteitseasken, mar kin ek net folsleine inkele kristallen groeie ûnder bepaalde proseseasken.Dit is de reden wêrom't de Czochralski monokristallijn silisium-yndustry thermysk fjildûntwerp beskôget as de kearntechnology en ynvestearret enoarme mankrêft en materiaal boarnen yn thermysk fjildûndersyk en ûntwikkeling.
It thermyske systeem is gearstald út ferskate thermyske fjildmaterialen.Wy sille allinich koart de materialen yntrodusearje dy't brûkt wurde yn it termyske fjild.Wat de temperatuerferdieling yn it termyske fjild oanbelanget en har ynfloed op it lûken fan kristal, sille wy it hjir net analysearje.De termyske fjild materiaal ferwiist nei de kristal groei fakuüm oven.Struktureel en thermysk isolearre dielen fan 'e keamer, dy't essensjeel binne om it juste temperatuerdoek te meitsjen om' e semiconductor smelten en kristallen.
ien.termyske fjild strukturele materialen
De basis stypjende materiaal foar groeiende single crystal silisium troch Czochralski metoade is hege suverens grafyt.Grafytmaterialen spylje in tige wichtige rol yn moderne yndustry.By de tarieding fan ienkristal silisium troch de Czochralski-metoade kinne se brûkt wurde as strukturele komponinten foar termyske fjilden lykas kachels, gidsbuizen, kroezen, isolaasjebuizen, en kroesbakken.
Graphite materiaal waard keazen fanwege syn gemak fan tarieding yn grutte folumes, processability en hege temperatuer ferset eigenskippen.Koalstof yn 'e foarm fan diamant of grafyt hat in hegere rylpunt as hokker elemint of ferbining.Graphite materiaal is frij sterk, benammen by hege temperatueren, en syn elektryske en termyske conductivity is ek hiel goed.Syn elektryske conductivity makket it geskikt as in kachel materiaal, en it hat in befredigjend termyske conductivity dat kin evenredig fersprieden de waarmte opwekt troch de kachel oan de kroes en oare dielen fan it termyske fjild.Lykwols, by hege temperatueren, benammen oer lange ôfstannen, de wichtichste modus fan waarmte oerdracht is strieling.
Graphite dielen wurde yn earste ynstânsje foarme troch extrusion of isostatyske drukken fan fyn koalstofholdige dieltsjes mingd mei in bynmiddel.Grafytdielen fan hege kwaliteit wurde normaal isostatysk yndrukt.It hiele stik wurdt earst karbonisearre en dêrnei grafitisearre by tige hege temperatueren, tichtby 3000°C.Dielen bewurke út dizze monoliten wurde faak suvere yn in chlor-befette sfear op hege temperatueren te ferwiderjen metaal fersmoarging te foldwaan oan semiconductor yndustry easken.Sels mei juste suvering binne metalen fersmoargingsnivo's lykwols oarders fan grutter dan tastien troch silisium-ienkristalmaterialen.Dêrom moat soarch wurde nommen yn termyske fjildûntwerp om foar te kommen dat fersmoarging fan dizze komponinten it melt- of kristalflak ynkomt.
Grafyt materiaal is in bytsje permeabel, wêrtroch it oerbliuwende metaal binnen maklik it oerflak kin berikke.Dêrnjonken kin it silisiummonokside oanwêzich yn it suveringsgas om it grafyt-oerflak djip yn de measte materialen penetrearje en reagearje.
Early single crystal silisium furnace heaters waarden makke fan refractaire metalen lykas wolfraam en molybdeen.As de grafytferwurkingstechnology ripet, wurde de elektryske eigenskippen fan 'e ferbiningen tusken grafytkomponinten stabyl, en single-kristal silisiumofenheaters hawwe wolfraam en molybdenum en oare materiaalkachels folslein ferfongen.It meast brûkte grafytmateriaal op it stuit is isostatysk grafyt.semicera kin isostatysk yndrukt grafytmaterialen fan hege kwaliteit leverje.
Yn Czochralski single crystal silisium ovens wurde soms C / C gearstalde materialen brûkt, en wurde no brûkt foar it meitsjen fan bouten, moeren, kroezen, load-bearing platen en oare komponinten.Koalstof / koalstof (c / c) gearstalde materialen binne koalstoffaser fersterke koalstof-basearre gearstalde materialen.Se hawwe hege spesifike sterkte, hege spesifike modulus, lege termyske útwreiding koeffizient, goede elektryske conductivity, grutte fraktuer taaiens, lege spesifike swiertekrêft, termyske shock ferset, corrosie ferset, It hat in rige fan treflike eigenskippen lykas hege temperatuer ferset en is op it stuit in soad brûkt yn aerospace, racing, biomaterialen en oare fjilden as in nij soarte fan hege temperatuer resistant struktureel materiaal.Op it stuit is it wichtichste knelpunt dat troch ynlânske C / C gearstalde materialen tsjinkomt kosten en yndustrialisaasjeproblemen.
D'r binne in protte oare materialen dy't brûkt wurde om thermyske fjilden te meitsjen.Carbon fiber fersterke grafyt hat bettere meganyske eigenskippen;lykwols, it is djoerder en stelt oare design easken.Silisiumkarbid (SiC) is op in protte manieren in better materiaal dan grafyt, mar it is folle djoerder en lestiger om dielen mei grut folume te meitsjen.SiC wurdt lykwols faak brûkt as in CVD-coating om it libben te fergrutsjen fan grafytdielen bleatsteld oan agressyf silisiummonoksidegas en ek om fersmoarging fan grafyt te ferminderjen.De dichte CVD silisiumcarbid-coating foarkomt effektyf fersmoargingen yn it mikroporeuze grafytmateriaal it oerflak te berikken.
De oare is CVD koalstof, dat kin ek foarmje in tichte laach boppe op grafyt dielen.Oare hege temperatuerbestindige materialen, lykas molybdenum of keramyske materialen dy't kompatibel binne mei it miljeu, kinne brûkt wurde wêr't gjin risiko is foar fersmoarging fan 'e smelt.Okside keramyk hat lykwols beheinde geskiktheid foar direkt kontakt mei grafytmaterialen by hege temperatueren, wêrtroch't faaks in pear alternativen litte as isolaasje fereaske is.Ien is hexagonal boron nitride (soms neamd wyt grafyt fanwege ferlykbere eigenskippen), mar it hat minne meganyske eigenskippen.Molybdenum is oer it generaal ridlik foar hege temperatuerapplikaasjes fanwegen syn matige kosten, lege diffusiviteit yn silisiumkristallen, en lege segregaasjekoëffisjint, sawat 5 × 108, wat wat molybdenumkontaminaasje mooglik makket foardat de kristalstruktuer ferneatiget.
twa.Thermyske fjild isolaasje materialen
It meast brûkte isolaasjemateriaal is koalstoffilt yn ferskate foarmen.Koalstoffilt is makke fan tinne fezels dy't fungearje as termyske isolaasje, om't se termyske strieling in protte kearen blokkearje oer in koarte ôfstân.Sêft koalstoffilt wurdt weefd yn relatyf tinne lekkens fan materiaal, dy't dan yn 'e winske foarm wurde knipt en strak bûgd nei in ridlike straal.Cured filt is gearstald út ferlykbere fiber materialen, mei help fan in koalstof-befette binder te ferbinen de ferspraat fezels yn in mear solide en stylfolle foarwerp.It brûken fan gemyske dampdeposysje fan koalstof ynstee fan binders kin de meganyske eigenskippen fan it materiaal ferbetterje.
Typysk is it bûtenste oerflak fan isolearjend genêzen filt bedekt mei in trochgeande grafytcoating of folie om eroazje en slijtage te ferminderjen, lykas partikuliere fersmoarging.Oare soarten koalstof-basearre isolaasjematerialen besteane ek, lykas koalstofskom.Yn 't algemien wurde grafitisearre materialen dúdlik de foarkar, om't grafitisaasje it oerflak fan' e glêstried sterk ferminderet.Dizze materialen mei hege oerflak jouwe folle minder útgassing en nimme minder tiid om de oven nei in juste fakuüm te tekenjen.It oare type is C / C gearstalde materiaal, dat hat treflike funksjes lykas licht gewicht, hege skea tolerânsje, en hege sterkte.Wurdt brûkt yn termyske fjilden te ferfangen grafyt dielen, dy't gâns ferminderet de ferfanging frekwinsje fan grafyt dielen en ferbetteret single crystal kwaliteit en produksje stabiliteit.
Neffens de klassifikaasje fan grûnstoffen kin koalstoffilt wurde ferdield yn polyacrylonitrile-basearre koalstoffilt, viskose-basearre koalstoffilt, en asfalt-basearre koalstoffilt.
Polyacrylonitrile-basearre koalstoffilt hat in grutte jiske ynhâld, en de monofilaminten wurde bros nei behanneling op hege temperatuer.Tidens wurking wurdt stof maklik produsearre om de ovenomjouwing te fersmoargjen.Tagelyk komme de fezels maklik yn minsklike poaren en luchtwegen yn, wêrtroch skea oan minsklike sûnens feroarsaakje;viscose-basearre koalstof fielde It hat goede termyske isolaasje eigenskippen, is relatyf sêft nei waarmte behanneling, en is minder kâns te produsearje stof.De dwerstrochsneed fan 'e viskose-basearre stringen hat lykwols in unregelmjittige foarm en d'r binne in protte ravinen op' e fiber-oerflak, dy't maklik te foarmjen is yn 'e oanwêzigens fan in oksidearjende sfear yn in Czochralski single crystal silisiumofen.Gassen lykas CO2 feroarsaakje de delslach fan soerstof en koalstofeleminten yn ienkristlike silisiummaterialen.De wichtichste fabrikanten omfetsje Dútske SGL en oare bedriuwen.Op it stuit is pitch-basearre koalstoffilt it meast brûkt yn 'e semiconductor single crystal-yndustry, en har termyske isolaasjeprestaasjes binne better dan dy fan kleverige koalstoffilt.Gum-basearre koalstoffilt is inferior, mar asfalt-basearre koalstoffilt hat hegere suverens en legere stofútstjit.Fabrikanten omfetsje Japanske Kureha Chemical, Osaka Gas, ensfh.
Om't de foarm fan it koalstoffilt net fêst is, is it ûngemaklik om te operearjen.No hawwe in protte bedriuwen in nij thermysk isolaasjemateriaal ûntwikkele basearre op koalstoffilt - genêzen koalstoffilt.Cured koalstoffilt wurdt ek wol hurd filt neamd.It is in koalstoffilt dat in beskate foarm en sels duorsumens hat nei't se impregnearre binne mei hars, laminearre, ferstevige en karbonisearre.
De groei kwaliteit fan single crystal silisium wurdt direkt beynfloede troch de termyske fjild omjouwing, en koalstof fiber isolaasje materialen spylje in wichtige rol yn dizze omjouwing.Soft filt foar termyske isolaasje fan koalstoffaser hat noch altyd in wichtich foardiel yn 'e fotovoltaïske healgelearderyndustry troch syn kostenfoardielen, poerbêste termyske isolaasje-effekt, fleksibel ûntwerp en oanpasbere foarm.Derneist sil stive isolaasjefilt fan koalstoffaser mear romte hawwe foar ûntwikkeling yn 'e merk foar thermysk fjildmateriaal fanwegen syn bepaalde sterkte en hegere wurkberens.Wy sette ús yn foar ûndersyk en ûntwikkeling op it mêd fan thermyske isolaasjematerialen en kontinu optimalisearjen fan produktprestaasjes om de wolfeart en ûntwikkeling fan 'e fotovoltaïske semiconductor-yndustry te befoarderjen.
Post tiid: mei-15-2024