Θερμομονωτικό υλικό πεδίου

Η διαδικασία ανάπτυξης μονοκρυσταλλικού πυριτίου λαμβάνει χώρα κυρίως σε ένα θερμικό πεδίο, όπου η ποιότητα του θερμικού περιβάλλοντος επηρεάζει σημαντικά την ποιότητα των κρυστάλλων και την αποδοτικότητα της ανάπτυξης. Ο σχεδιασμός του θερμικού πεδίου παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση των κλίσεων θερμοκρασίας και της δυναμικής ροής αερίου εντός του θαλάμου του κλιβάνου. Επιπλέον, τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του θερμικού πεδίου επηρεάζουν άμεσα τη διάρκεια ζωής και την απόδοσή του.

Σημασία Σχεδιασμού Θερμικού Πεδίου

Ένα καλά σχεδιασμένο θερμικό πεδίο εξασφαλίζει την κατάλληλη κατανομή θερμοκρασίας για την ανάπτυξη τήγματος ημιαγωγών και κρυστάλλων, διευκολύνοντας έτσι την παραγωγή μονοκρυσταλλικού πυριτίου υψηλής ποιότητας. Αντίθετα, τα ανεπαρκώς σχεδιασμένα θερμικά πεδία έχουν ως αποτέλεσμα οι κρύσταλλοι να μην πληρούν τις απαιτήσεις ποιότητας ή, σε ορισμένες περιπτώσεις, να εμποδίζουν την ανάπτυξη πλήρων μονοκρυστάλλων.

Επιλογή Υλικών Θερμικού Πεδίου

Τα υλικά θερμικού πεδίου αναφέρονται στα δομικά και μονωτικά στοιχεία εντός του θαλάμου του κλιβάνου ανάπτυξης κρυστάλλων. Μεταξύ των μονωτικών υλικών που χρησιμοποιούνται συνήθως είναιτσόχα άνθρακα, που αποτελείται από λεπτές ίνες που εμποδίζουν αποτελεσματικά την ακτινοβολία θερμότητας, παρέχοντας έτσι μόνωση.Carbon τσόχασυνήθως υφαίνεται σε λεπτά υλικά που μοιάζουν με φύλλα, τα οποία στη συνέχεια κόβονται σε επιθυμητά σχήματα και καμπυλώνονται για να ταιριάζουν σε ορθολογικές ακτίνες.

Ένα άλλο διαδεδομένο μονωτικό υλικό είναι η σκληρυμένη τσόχα, που αποτελείται από παρόμοιες ίνες, αλλά χρησιμοποιεί συνδετικά που περιέχουν άνθρακα για τη σταθεροποίηση των διασκορπισμένων ινών σε μια πιο στιβαρή, δομημένη μορφή. Χρησιμοποιώντας χημική εναπόθεση ατμού άνθρακα αντί συνδετικών, οι μηχανικές ιδιότητες του υλικού μπορούν να βελτιωθούν περαιτέρω.

Βελτιστοποίηση στοιχείων θερμικού πεδίου

Συνήθως, τα μονωτικά σκληρυμένα πιλήματα επικαλύπτονται με ένα συνεχές στρώμα γραφίτη ήαλουμινόχαρτοστις εξωτερικές τους επιφάνειες για τη μείωση της διάβρωσης, της φθοράς και της μόλυνσης από σωματίδια. Υπάρχουν και άλλοι τύποι μονωτικών υλικών με βάση τον άνθρακα, όπως ο αφρός άνθρακα. Γενικά, τα γραφιτοποιημένα υλικά προτιμώνται λόγω της σημαντικά μειωμένης επιφάνειας τους, που οδηγεί σε μειωμένη εξάτμιση αερίων και μικρότερο χρόνο που απαιτείται για την επίτευξη των κατάλληλων επιπέδων κενού στον κλίβανο. Μια άλλη εναλλακτική είναιC/C σύνθετουλικά, γνωστά για το ελαφρύ, την υψηλή αντοχή στη φθορά και την αντοχή τους. Αντικατάσταση στοιχείων γραφίτη μεC/C σύνθετοστο θερμικό πεδίο μειώνει σημαντικά τη συχνότητα αντικατάστασης εξαρτημάτων γραφίτη, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα των μονοκρυστάλλων και τη σταθερότητα της παραγωγής.