Монокристалл кремнийның үсеш процессы тулысынча термик кырда башкарыла. Яхшы термик кыр кристалларның сыйфатын яхшыртуга ярдәм итә һәм югарырак кристаллашу нәтиҗәлелегенә ия. Термик кырның дизайны динамик термик кырдагы температура градиентларының үзгәрүен һәм мич камерасындагы газ агымын нигездә билгели. Термик кырда кулланылган материаллар аермасы термик кырның хезмәт итү вакытын турыдан-туры билгели. Акылга сыймаслык термик кыр сыйфат таләпләренә туры килә торган кристаллар үстерү генә түгел, ә билгеле бер процесс таләпләре астында тулы монокристалл үстерә алмый. Шуңа күрә турыдан-туры тарту монокристалл кремний сәнәгате термик кыр проектын иң төп технология дип саный һәм термик кырны тикшерү һәм үстерүгә зур хезмәт көче һәм материал ресурсларын сала.
Җылылык системасы төрле җылылык кыры материалларыннан тора. Без җылылык кырында кулланылган материаллар белән кыскача гына таныштырабыз. Җылылык кырындагы температура бүленеше һәм аның кристалл тартуга йогынтысына килгәндә, без аны монда анализламаячакбыз. Җылылык кыры материалы кристалл үсүенең вакуум мич камерасындагы структураны һәм җылылык изоляциясен аңлата, бу ярымүткәргеч эремә һәм кристалл тирәсендә тиешле температура бүленешен булдыру өчен бик мөһим.
1. Җылылык кыры структурасы материалы
Монокристалл кремнийны туры тарту ысулы белән үстерү өчен төп терәк материалы - югары сафлыклы графит. Графит материаллары заманча сәнәгатьтә бик мөһим роль уйный. Аларны җылылык кыры структура компонентлары буларак кулланырга мөмкин, мәсәлән,җылыткычлар, юнәлеш бирүче торбалар, тигельләр, Чохральский ысулы белән монокристалл кремний әзерләүдә изоляция торбалары, тигель табаклары һ.б.
Графит материалларысайланган, чөнки аларны зур күләмдә әзерләү җиңел, эшкәртергә мөмкин һәм югары температураларга чыдам. Алмаз яки графит формасындагы углерод теләсә нинди элементка яки кушылмага караганда югарырак эрү температурасына ия. Графит материаллары, бигрәк тә югары температураларда, шактый нык, һәм аларның электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге дә шактый яхшы. Аның электр үткәрүчәнлеге аны ... буларак яраклы итә.җылыткычматериал. Аның канәгатьләнерлек җылылык үткәрүчәнлек коэффициенты бар, бу җылыткыч тарафыннан җитештерелгән җылылыкны тигельгә һәм җылылык кырының башка өлешләренә тигез бүлеп бирү мөмкинлеген бирә. Ләкин, югары температураларда, бигрәк тә ерак араларга, җылылык тапшыруның төп ысулы - нурланыш.
Графит детальләре башта бәйләүче матдә белән кушылган вак углеродлы кисәкчәләрдән ясала һәм экструзия яки изостатик пресслау юлы белән формалаштырыла. Югары сыйфатлы графит детальләре гадәттә изостатик пресслау юлы белән бастырыла. Бөтен кисәк башта карбонлаштырыла, аннары бик югары температурада, 3000°C ка якын, графитлаштырыла. Бу бөтен кисәкләрдән эшкәртелгән детальләр, гадәттә, ярымүткәргеч сәнәгате таләпләренә туры китереп, металл пычрануын бетерү өчен югары температурада хлорлы атмосферада чистартыла. Ләкин, тиешле чистартудан соң да, металл пычрану дәрәҗәсе кремний монокристалл материаллары өчен рөхсәт ителгәннән берничә тапкыр югарырак. Шуңа күрә, бу компонентларның пычрануын эремәгә яки кристалл өслегенә эләктермәскә тырышу өчен, җылылык кырын проектлауда игътибарлы булырга кирәк.
Графит материаллары бераз үткәрүчән, бу эчендә калган металлның өслеккә җиңел барып җитүен тәэмин итә. Моннан тыш, графит өслеге тирәсендәге чистарту газында булган кремний монооксиды күпчелек материалларга үтеп кереп, реакциягә керә ала.
Баштагы монокристалл кремний мич җылыткычлары вольфрам һәм молибден кебек утка чыдам металлардан ясалган. Графит эшкәртү технологиясенең өлгерүе белән графит компонентлары арасындагы тоташуның электр үзлекләре тотрыклыланды, һәм монокристалл кремний мич җылыткычлары вольфрам, молибден һәм башка материал җылыткычларын тулысынча алыштырды. Хәзерге вакытта иң киң кулланыла торган графит материалы - изостатик графит. Минем илнең изостатик графит әзерләү технологиясе чагыштырмача артта калган, һәм эчке фотоэлектрик сәнәгатьтә кулланыла торган графит материалларының күбесе чит илләрдән импортлана. Чит ил изостатик графит җитештерүчеләре арасында, нигездә, Германиянең SGL, Япониянең Tokai Carbon, Япониянең Toyo Tanso һ.б. бар. Чохральски монокристалл кремний мичләрендә кайвакыт C/C композит материаллары кулланыла, һәм алар болтлар, гайкалар, тигельләр, йөк пластиналары һәм башка компонентлар җитештерү өчен кулланыла башлады. Углерод/углерод (C/C) композитлары - югары чагыштырма ныклык, югары чагыштырма модуль, түбән җылылык киңәю коэффициенты, яхшы электр үткәрүчәнлеге, югары сынуга чыдамлык, түбән чагыштырма авырлык, җылылык бәрелүенә чыдамлык, коррозиягә чыдамлык һәм югары температурага чыдамлык кебек берничә искиткеч үзенчәлеккә ия булган углерод җепселләре белән ныгытылган углерод нигезендәге композитлар. Хәзерге вакытта алар аэрокосмик, узыш, биоматериаллар һәм башка өлкәләрдә яңа югары температурага чыдам структура материаллары буларак киң кулланыла. Хәзерге вакытта җирле C/C композитлары очрый торган төп киртә - бәя һәм сәнәгатьләштерү мәсьәләләре.
Термик кырлар ясау өчен башка күп материаллар кулланыла. Углерод җепселләре белән ныгытылган графит яхшырак механик үзлекләргә ия; ләкин ул кыйммәтрәк һәм проектлау өчен башка таләпләргә дә ия.Кремний карбиды (SiC)күп яктан графиттан яхшырак материал, ләкин ул күпкә кыйммәтрәк һәм зур күләмле детальләрне әзерләү авыррак. Ләкин, SiC еш кына кулланылаCVD каплавыкоррозияле кремний монооксиды газына дучар булган графит детальләренең гомерен озайту өчен, һәм шулай ук графиттан пычрануны киметергә мөмкин. Тыгыз CVD кремний карбиды каплавы микропорист графит материалы эчендәге пычраткыч матдәләрнең өслеккә эләгүенә нәтиҗәле комачаулый.
Тагын берсе - CVD углерод, ул шулай ук графит өлеше өстендә тыгыз катлам барлыкка китерә ала. Молибден яки әйләнә-тирә мохит белән бергә яши алырлык керамик материаллар кебек югары температурага чыдам башка материаллар эремәне пычрату куркынычы булмаган урыннарда кулланылырга мөмкин. Ләкин, оксид керамикасы, гадәттә, югары температураларда графит материалларына куллануда чикләнгән, һәм изоляция кирәк булса, башка вариантлар аз. Берсе - алты почмаклы бор нитриды (кайвакыт охшаш үзлекләре аркасында ак графит дип атала), ләкин механик үзлекләре начар. Молибден, гадәттә, югары температуралы хәлләрдә кулланыла, чөнки аның уртача бәясе, кремний кристалларында диффузия тизлеге түбән һәм якынча 5×108 бик түбән сегрегация коэффициенты бар, бу кристалл структурасын җимергәнче билгеле бер күләмдә молибден пычрануына мөмкинлек бирә.
2. Җылылык изоляциясе материаллары
Иң еш кулланыла торган изоляция материалы - төрле формадагы углерод киез. Углерод киез нечкә җепселләрдән ясалган, алар изоляция ролен үти, чөнки алар кыска арага термик нурланышны берничә тапкыр блоклыйлар. Йомшак углерод киез чагыштырмача нечкә материал катламнарына үрелә, аннары алар кирәкле формага киселә һәм тиешле радиуста нык бөкләнә. Катырылган киезләр охшаш җепсел материаллардан тора, һәм дисперс җепселләрне тагын да катырак һәм формалырак әйбергә тоташтыру өчен углеродлы бәйләгеч кулланыла. Бәйләүче матдә урынына углеродның химик пар белән утырту ысулын куллану материалның механик үзлекләрен яхшырта ала.
Гадәттә, җылылык изоляциясе катыру киезенең тышкы өслеге эрозияне һәм тузуны, шулай ук кисәкчәләр белән пычрануны киметү өчен өзлексез графит каплавы яки фольга белән каплана. Углерод нигезендәге башка төр җылылык изоляциясе материаллары да бар, мәсәлән, углерод күбеге. Гомумән алганда, графитлаштырылган материаллар, әлбәттә, өстенлекле, чөнки графитлашу җепселнең өслек мәйданын шактый киметә. Бу югары өслек мәйданлы материалларның газ чыгаруы шактый кими, һәм мичне тиешле вакуумга суырту өчен азрак вакыт кирәк. Тагын берсе - җиңел авырлык, югары зыянга чыдамлык һәм югары ныклык кебек күренекле үзенчәлекләргә ия булган C/C композит материалы. Графит детальләрен алыштыру өчен җылылык кырларында куллану графит детальләрен алыштыру ешлыгын сизелерлек киметә, монокристалл сыйфатын һәм җитештерү тотрыклылыгын яхшырта.
Чимал классификациясе буенча, углерод киезне полиакрилонитрил нигезендәге углерод киез, вискоза нигезендәге углерод киез һәм чайыр нигезендәге углерод киез дип бүлергә мөмкин.
Полиакрилонитрил нигезендәге углерод киезнең көл күләме зур. Югары температурада эшкәртелгәннән соң, бер җепсел сынучан була. Эшләү вакытында мич мохитен пычрату өчен тузан барлыкка килү җиңел. Шул ук вакытта, җепсел кеше тәненең тишекләренә һәм сулыш юлларына җиңел үтеп керә ала, бу кеше сәламәтлегенә зыян китерә. Вискоза нигезендәге углерод киез яхшы җылылык изоляциясе күрсәткечләренә ия. Җылылык белән эшкәрткәннән соң ул чагыштырмача йомшак һәм тузан барлыкка китерү җиңел түгел. Ләкин, вискоза нигезендәге чимал җепселнең кисемтәләре тигез түгел, һәм җепсел өслегендә күп чокырлар бар. CZ кремний миченең оксидлаштыручы атмосферасы астында C02 кебек газлар барлыкка килү җиңел, бу монокристалл кремний материалында кислород һәм углерод элементларының утыруына китерә. Төп җитештерүчеләр арасында Германиянең SGL һәм башка компанияләре бар. Хәзерге вакытта ярымүткәргеч монокристалл сәнәгатендә иң киң кулланыла торган - чайырлы углерод киез, ул вискоза нигезендәге углерод киезгә караганда җылылык изоляциясе күрсәткечләре начаррак, ләкин чайырлы углерод киез югарырак сафлыкка һәм азрак тузан чыгаруга ия. Җитештерүчеләр арасында Япониянең Kureha Chemical һәм Osaka Gas бар.
Углерод киезнең формасы билгеле булмаганлыктан, аны эшләү уңайсыз. Хәзер күп компанияләр углерод киез белән катыртылган углерод киез нигезендә яңа җылылык изоляциясе материалы эшләделәр. Катырылган углерод киез, шулай ук каты киез дип тә атала, ул йомшак киезне смола белән туендырганнан, ламинатланганнан, катырылганнан һәм карбонлаштырылганнан соң билгеле бер формага һәм үз-үзен тәэмин итүче үзлеккә ия булган углерод киез.
Монокристалл кремнийның үсеш сыйфатына турыдан-туры җылылык мохите тәэсир итә, һәм углерод җепселләреннән ясалган җылылык изоляциясе материаллары бу мохиттә төп роль уйный. Углерод җепселләреннән ясалган җылылык изоляциясе йомшак киез фотоэлектрик ярымүткәргечләр сәнәгатендә үзенең бәя өстенлеге, җылылык изоляциясенең югары эффекты, сыгылмалы дизайны һәм көйләнерлек формасы аркасында зур өстенлеккә ия. Моннан тыш, углерод җепселләреннән ясалган каты җылылык изоляциясе киезенең билгеле бер ныклыгы һәм югарырак эшләве аркасында җылылык кыры материаллары базарында зуррак үсеш мәйданы булачак. Без җылылык изоляциясе материаллары өлкәсендә тикшеренүләр һәм эшләнмәләр үткәрүгә омтылабыз, һәм фотоэлектрик ярымүткәргечләр сәнәгатенең чәчәк атуын һәм үсешен алга этәрү өчен продуктларның эшчәнлеген даими рәвештә оптимальләштерәбез.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 12 июне