Теплоізоляційний матеріал

Процес росту монокристалічного кремнію переважно відбувається в тепловому полі, де якість теплового середовища значно впливає на якість кристала та ефективність росту. Конструкція теплового поля відіграє ключову роль у формуванні температурних градієнтів і динаміки газового потоку в камері печі. Крім того, матеріали, які використовуються для створення теплового поля, безпосередньо впливають на його термін служби та продуктивність.

Значення дизайну теплового поля

Добре розроблене теплове поле забезпечує відповідний розподіл температури для розплаву напівпровідників і росту кристалів, таким чином полегшуючи виробництво високоякісного монокристалічного кремнію. І навпаки, неадекватно розроблені теплові поля призводять до того, що кристали не відповідають вимогам якості або, в деяких випадках, перешкоджають росту повних монокристалів.

Вибір матеріалів теплового поля

Матеріали теплового поля стосуються структурних та ізоляційних компонентів у камері печі для вирощування кристалів. Серед широко використовуваних теплоізоляційних матеріалів єкарбоновий повсть, що складається з тонких волокон, які ефективно блокують теплове випромінювання, забезпечуючи тим самим ізоляцію.Карбоновий фетрзазвичай сплітають у тонкі листові матеріали, які потім нарізають у потрібні форми та вигинають відповідно до раціональних радіусів.

Іншим поширеним ізоляційним матеріалом є затверділий повсть, що складається з подібних волокон, але з використанням вуглецевмісних зв’язуючих для консолідації дисперсних волокон у більш міцну, структуровану форму. Застосовуючи хімічне осадження вуглецю з парової фази замість сполучних речовин, можна ще більше покращити механічні властивості матеріалу.

Оптимізація компонентів теплового поля

Як правило, ізоляційний затверділий фетр покритий суцільним шаром графіту абофольгана їх зовнішніх поверхнях, щоб зменшити ерозію, знос і забруднення частинками. Існують також інші типи ізоляційних матеріалів на основі вуглецю, наприклад вуглецева піна. Як правило, графітизованим матеріалам віддається перевага через їхню значно зменшену площу поверхні, що призводить до зменшення виділення газів і скорочення часу, необхідного для досягнення належного рівня вакууму в печі. Ще одна альтернативаC/C композитматеріали, відомі своєю легкістю, високою стійкістю до пошкоджень і міцністю. Заміна графітових компонентів наC/C композитв тепловому полі значно знижує частоту заміни графітового компонента, тим самим покращуючи якість монокристала та стабільність виробництва.