Теплоизоляционный материал

Процесс роста монокристаллического кремния преимущественно происходит в тепловом поле, где качество тепловой среды существенно влияет на качество кристаллов и эффективность роста. Конструкция теплового поля играет решающую роль в формировании температурных градиентов и динамики газового потока внутри топочной камеры. Кроме того, материалы, используемые при создании теплового поля, напрямую влияют на его срок службы и производительность.

Значение проектирования теплового поля

Хорошо спроектированное тепловое поле обеспечивает правильное распределение температуры для расплава полупроводника и роста кристаллов, что облегчает производство высококачественного монокристаллического кремния. И наоборот, неправильно спроектированные тепловые поля приводят к тому, что кристаллы не отвечают требованиям качества или, в некоторых случаях, препятствуют росту полных монокристаллов.

Выбор материалов теплового поля

Материалы теплового поля относятся к структурным и изолирующим компонентам внутри камеры печи для выращивания кристаллов. Среди широко используемых изоляционных материалов можно назватьуглеродный войлок, состоящий из тонких волокон, которые эффективно блокируют тепловое излучение, тем самым обеспечивая изоляцию.Карбоновый войлокОбычно его ткут в тонкие листовые материалы, которые затем разрезают на нужные формы и изгибают, чтобы они соответствовали рациональным радиусам.

Другим распространенным изоляционным материалом является отвержденный войлок, состоящий из аналогичных волокон, но с использованием углеродсодержащих связующих для консолидации рассеянных волокон в более прочную, структурированную форму. Используя химическое осаждение углерода из паровой фазы вместо связующих, можно дополнительно улучшить механические свойства материала.

Оптимизация компонентов теплового поля

Обычно изолирующий войлок покрыт непрерывным слоем графита илифольгана их наружных поверхностях, чтобы уменьшить эрозию, износ и загрязнение твердыми частицами. Существуют также другие типы изоляционных материалов на основе углерода, например углеродная пена. Как правило, графитизированные материалы являются предпочтительными из-за их значительно уменьшенной площади поверхности, что приводит к уменьшению газовыделения и сокращению времени, необходимого для достижения надлежащего уровня вакуума в печи. Другой альтернативой являетсяC/C композитныйматериалы, известные своим легким весом, высокой устойчивостью к повреждениям и прочностью. Замена графитовых компонентов наC/C композитныйв термическом поле существенно снижает частоту замены графитовых компонентов, тем самым улучшая качество монокристаллов и стабильность производства.