Lämpökentän eristysmateriaali

Yksikiteisen piin kasvuprosessi tapahtuu pääasiassa lämpökentässä, jossa lämpöympäristön laatu vaikuttaa merkittävästi kiteen laatuun ja kasvutehokkuuteen. Lämpökentän suunnittelulla on keskeinen rooli lämpötilagradienttien ja kaasun virtausdynamiikan muovaamisessa uunikammiossa. Lisäksi lämpökentän rakentamisessa käytetyt materiaalit vaikuttavat suoraan sen käyttöikään ja suorituskykyyn.

Lämpökenttäsuunnittelun merkitys

Hyvin suunniteltu lämpökenttä varmistaa sopivan lämpötilan jakautumisen puolijohteen sulalle ja kiteiden kasvulle, mikä helpottaa korkealaatuisen yksikiteisen piin tuotantoa. Sitä vastoin riittämättömästi suunnitellut lämpökentät johtavat siihen, että kiteet eivät täytä laatuvaatimuksia tai joissakin tapauksissa estävät kokonaisten yksikiteiden kasvua.

Lämpökenttämateriaalien valinta

Lämpökenttämateriaalit viittaavat rakenne- ja eristyskomponentteihin kiteenkasvatusuunin kammion sisällä. Yleisimmin käytettyjen eristysmateriaalien joukossa onhiilihuopa, joka koostuu ohuista kuiduista, jotka estävät tehokkaasti lämpösäteilyn ja tarjoavat siten eristyksen.Hiilihuopaon tyypillisesti kudottu ohuiksi levymäisiksi materiaaleiksi, jotka sitten leikataan haluttuihin muotoihin ja kaareutuvat rationaalisiin säteisiin sopivaksi.

Toinen vallitseva eristemateriaali on kovettunut huopa, joka koostuu samanlaisista kuiduista, mutta jossa käytetään hiiltä sisältäviä sideaineita tiivistämään hajaantuneita kuituja vankempaan, rakenteelliseen muotoon. Käyttämällä hiilen kemiallista höyrypinnoitusta sideaineiden sijasta materiaalin mekaanisia ominaisuuksia voidaan edelleen parantaa.

Lämpökentän komponenttien optimointi

Tyypillisesti eristävät kovettuneet huovat päällystetään jatkuvalla grafiittikerroksella taifolioniiden ulkopinnoilla eroosion, kulumisen ja hiukkaskontaminaation vähentämiseksi. Myös muita hiilipohjaisia ​​eristysmateriaaleja, kuten hiilivaahtoa, on olemassa. Yleensä grafitoidut materiaalit ovat edullisia, koska niiden pinta-ala on huomattavasti pienempi, mikä johtaa vähentyneeseen kaasun poistoon ja lyhyempään aikaan, joka tarvitaan oikeanlaisten tyhjiötasojen saavuttamiseen uunissa. Toinen vaihtoehto onC/C komposiittimateriaaleja, jotka tunnetaan kevyyydestään, hyvästä vaurioitumisestaan ​​ja lujuudestaan. Grafiittikomponenttien korvaaminenC/C komposiittilämpökentässä vähentää merkittävästi grafiittikomponenttien vaihtotiheyttä, mikä parantaa monokiteiden laatua ja tuotannon vakautta.