Material zur Wärmefeldisolierung

Der Prozess des monokristallinen Siliziumwachstums findet überwiegend in einem thermischen Feld statt, wobei die Qualität der thermischen Umgebung die Kristallqualität und Wachstumseffizienz erheblich beeinflusst. Die Gestaltung des Wärmefeldes spielt eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung von Temperaturgradienten und Gasströmungsdynamiken innerhalb der Ofenkammer. Darüber hinaus haben die beim Aufbau des Wärmefelds verwendeten Materialien direkten Einfluss auf dessen Lebensdauer und Leistung.

Bedeutung des thermischen Felddesigns

Ein gut konzipiertes Wärmefeld sorgt für eine angemessene Temperaturverteilung für die Halbleiterschmelze und das Kristallwachstum und erleichtert so die Produktion von hochwertigem monokristallinem Silizium. Umgekehrt führen unzureichend ausgelegte Wärmefelder dazu, dass Kristalle die Qualitätsanforderungen nicht erfüllen oder in manchen Fällen das Wachstum vollständiger Einkristalle behindern.

Auswahl thermischer Feldmaterialien

Wärmefeldmaterialien beziehen sich auf die strukturellen und isolierenden Komponenten innerhalb der Kristallwachstumsofenkammer. Zu den am häufigsten verwendeten Isoliermaterialien gehörtCarbonfilz, bestehend aus dünnen Fasern, die die Wärmestrahlung effektiv blockieren und so für Isolierung sorgen.Carbonfilzwird typischerweise zu dünnen plattenförmigen Materialien gewebt, die dann in die gewünschte Form geschnitten und gebogen werden, um rationalen Radien zu entsprechen.

Ein weiteres weit verbreitetes Isoliermaterial ist gehärteter Filz, der aus ähnlichen Fasern besteht, jedoch kohlenstoffhaltige Bindemittel verwendet, um die verteilten Fasern in einer robusteren, strukturierten Form zu verfestigen. Durch die chemische Gasphasenabscheidung von Kohlenstoff anstelle von Bindemitteln können die mechanischen Eigenschaften des Materials weiter verbessert werden.

Optimierung thermischer Feldkomponenten

Typischerweise sind isolierende, ausgehärtete Filze mit einer durchgehenden Schicht aus Graphit oder beschichtetvereitelnauf ihren Außenflächen, um Erosion, Verschleiß und Partikelkontamination zu reduzieren. Es gibt auch andere Arten von Isoliermaterialien auf Kohlenstoffbasis, beispielsweise Kohlenstoffschaum. Im Allgemeinen werden graphitisierte Materialien aufgrund ihrer deutlich verringerten Oberfläche bevorzugt, was zu einer geringeren Ausgasung und einer kürzeren Zeit zum Erreichen des richtigen Vakuumniveaus im Ofen führt. Eine weitere Alternative istC/C-VerbundwerkstoffMaterialien, die für ihr geringes Gewicht, ihre hohe Schadenstoleranz und Festigkeit bekannt sind. Ersetzen von Graphitkomponenten durchC/C-Verbundwerkstoffim thermischen Bereich reduziert die Häufigkeit des Austauschs von Graphitkomponenten erheblich und verbessert dadurch die Einkristallqualität und Produktionsstabilität.