የ monocrystalline ሲሊኮን እድገትን ጥራት የሚወስኑ አስፈላጊ ቁሳቁሶች - የሙቀት መስክ

የ monocrystalline ሲሊከን የእድገት ሂደት ሙሉ በሙሉ በሙቀት መስክ ውስጥ ይከናወናል. ጥሩ የሙቀት መስክ ክሪስታሎችን ጥራት ለማሻሻል ምቹ እና ከፍተኛ ክሪስታላይዜሽን ውጤታማነት አለው። የሙቀት መስክ ንድፍ በተለዋዋጭ የሙቀት መስክ እና በምድጃው ክፍል ውስጥ ያለውን የጋዝ ፍሰት ለውጦችን በከፍተኛ ሁኔታ ይወስናል። በሙቀት መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ቁሳቁሶች ልዩነት የሙቀት መስክን የአገልግሎት ዘመን በቀጥታ ይወስናል. ምክንያታዊ ያልሆነ የሙቀት መስክ የጥራት መስፈርቶችን የሚያሟሉ ክሪስታሎችን ለማምረት አስቸጋሪ ብቻ ሳይሆን በተወሰኑ የሂደት መስፈርቶች ሙሉ ሞኖክሪስታሊን ማደግ አይችልም. ለዚህም ነው በቀጥታ የሚጎትተው ሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ኢንዱስትሪ የሙቀት መስክ ዲዛይንን እንደ ዋና ቴክኖሎጂ የሚመለከተው እና በሙቀት መስክ ምርምር እና ልማት ላይ ትልቅ የሰው ኃይል እና የቁሳቁስ ሀብትን ያፈሰሰው።

የሙቀት ስርዓቱ ከተለያዩ የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች የተዋቀረ ነው. በሙቀት መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ቁሳቁሶችን በአጭሩ ብቻ እናስተዋውቃለን. በሙቀት መስክ ውስጥ ያለውን የሙቀት መጠን ስርጭት እና በክሪስታል መሳብ ላይ ያለውን ተፅእኖ በተመለከተ እኛ እዚህ አንተነተንም። የሙቀት መስክ ቁሳቁስ በሴሚኮንዳክተር መቅለጥ እና ክሪስታል ዙሪያ ተገቢውን የሙቀት ስርጭት ለመፍጠር አስፈላጊ የሆነውን ክሪስታል እድገት ባለው የቫኩም እቶን ክፍል ውስጥ ያለውን መዋቅር እና የሙቀት መከላከያ ክፍልን ያመለክታል።

1. የሙቀት መስክ መዋቅር ቁሳቁስ

ሞኖክሪስታሊን ሲሊኮን ለማደግ ለቀጥታ መጎተት ዘዴ መሰረታዊ ደጋፊ ቁሳቁስ ከፍተኛ-ንፅህና ግራፋይት ነው። በዘመናዊ ኢንዱስትሪ ውስጥ የግራፋይት ቁሳቁሶች በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታሉ. እንደ ሙቀት መስክ መዋቅራዊ ክፍሎች እንደ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉማሞቂያዎች, መመሪያ ቱቦዎች, መስቀሎችበ Czochralski ዘዴ በሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ዝግጅት ውስጥ የኢንሱሌሽን ቱቦዎች, ክሩሺቭ ትሪዎች, ወዘተ.

ግራፋይት ቁሶችየሚመረጡት በትልቅ ጥራዞች ለመዘጋጀት ቀላል ስለሆኑ, ሊሠሩ የሚችሉ እና ከፍተኛ ሙቀትን ስለሚከላከሉ ነው. በአልማዝ ወይም በግራፋይት መልክ ያለው ካርቦን ከማንኛውም ንጥረ ነገር ወይም ውህድ የበለጠ ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ አለው። የግራፋይት ቁሳቁሶች በጣም ጠንካራ ናቸው, በተለይም በከፍተኛ ሙቀቶች, እና የኤሌክትሪክ እና የሙቀት መቆጣጠሪያቸውም በጣም ጥሩ ነው. የእሱ የኤሌክትሪክ ምቹነት እንደ ሀማሞቂያቁሳቁስ. አጥጋቢ የሆነ የሙቀት ማስተላለፊያ ቅንጅት አለው, ይህም በማሞቂያው የሚፈጠረውን ሙቀት ወደ ክሩሺቭ እና ሌሎች የሙቀት መስኩ ክፍሎች በእኩል መጠን እንዲሰራጭ ያስችላል. ነገር ግን, በከፍተኛ ሙቀት, በተለይም በረጅም ርቀት, ዋናው የሙቀት ማስተላለፊያ ሁነታ ጨረር ነው.

የግራፋይት ክፍሎች መጀመሪያ ላይ በጥሩ ካርቦንሲየስ ቅንጣቶች ከቢንደር ጋር ተቀላቅለው በ extrusion ወይም isostatic በመጫን የተሰሩ ናቸው። ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ግራፋይት ክፍሎች ብዙውን ጊዜ በ isostatically ተጭነዋል። ሙሉው ክፍል በመጀመሪያ ካርቦንዳይዝድ እና ከዚያም ግራፊቲዝድ በከፍተኛ የሙቀት መጠን ወደ 3000 ° ሴ. ከእነዚህ ሙሉ ክፍሎች የተሠሩት ክፍሎች የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ መስፈርቶችን ለማሟላት የብረት ብክለትን ለማስወገድ ብዙውን ጊዜ ክሎሪን በያዘ ከባቢ አየር ውስጥ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይጸዳሉ. ነገር ግን, ከተገቢው ንጽህና በኋላ እንኳን, የብረት ብክለት ደረጃ ለሲሊኮን ሞኖክሪስታሊን ቁሳቁሶች ከተፈቀደው በላይ በርካታ ትዕዛዞችን ይይዛል. ስለዚህ የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ብክለት ወደ ማቅለጫው ወይም ክሪስታል ወለል ውስጥ እንዳይገባ ለመከላከል በሙቀት መስክ ንድፍ ላይ ጥንቃቄ መደረግ አለበት.

የግራፋይት ቁሶች በትንሹ ሊተላለፉ የሚችሉ ናቸው, ይህም በውስጡ የቀረውን ብረት ወደ ላይ ለመድረስ ቀላል ያደርገዋል. በተጨማሪም በግራፋይት ወለል ዙሪያ ባለው የተጣራ ጋዝ ውስጥ ያለው የሲሊኮን ሞኖክሳይድ ወደ አብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች ውስጥ ዘልቆ መግባት ይችላል.

ቀደምት ሞኖክሪስታላይን የሲሊኮን እቶን ማሞቂያዎች እንደ ቱንግስተን እና ሞሊብዲነም ካሉ የማጣቀሻ ብረቶች የተሠሩ ነበሩ። የግራፋይት ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ በመምጣቱ በግራፋይት ክፍሎች መካከል ያለው ግንኙነት የኤሌክትሪክ ባህሪያት ተረጋግተዋል, እና monocrystalline ሲሊከን እቶን ማሞቂያዎች የተንግስተን, ሞሊብዲነም እና ሌሎች የቁሳቁስ ማሞቂያዎችን ሙሉ በሙሉ ተክተዋል. በአሁኑ ጊዜ በሰፊው ጥቅም ላይ የዋለው ግራፋይት ቁሳቁስ ኢሶስታቲክ ግራፋይት ነው። የአገሬ አይስታቲክ ግራፋይት ዝግጅት ቴክኖሎጂ በአንፃራዊነት ወደ ኋላ ቀር ነው፣ እና አብዛኛዎቹ በአገር ውስጥ የፎቶቮልታይክ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ግራፋይት ቁሳቁሶች ከውጭ ይመጣሉ። የውጭ ኢስታቲክ ግራፋይት አምራቾች በዋናነት የጀርመኑን SGL፣ ​​የጃፓን ቶካይ ካርቦን፣ የጃፓን ቶዮ ታንሶ ወዘተ ያካትታሉ።በCzochralski monocrystalline silicon ovens ውስጥ፣ ሲ/ሲ የተቀናበሩ ቁሶች አንዳንድ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እና ቦልቶች፣ ለውዝ፣ መስቀሎች፣ ጭነቶች ለማምረት ጥቅም ላይ መዋል ጀምረዋል። ሳህኖች እና ሌሎች አካላት. የካርቦን / ካርቦን (ሲ / ሲ) ውህዶች የካርቦን ፋይበር የተጠናከረ የካርበን-ተኮር ስብስቦች እንደ ከፍተኛ ልዩ ጥንካሬ ፣ ከፍተኛ ልዩ ሞጁሎች ፣ ዝቅተኛ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት ፣ ጥሩ የኤሌክትሪክ ምቹነት ፣ ከፍተኛ ስብራት ጥንካሬ ፣ ዝቅተኛ የተወሰነ ስበት ፣ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም, የዝገት መቋቋም እና ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም. በአሁኑ ጊዜ በኤሮስፔስ፣ እሽቅድምድም፣ ባዮሜትሪያል እና ሌሎች መስኮች እንደ አዲስ ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም የሚችሉ መዋቅራዊ ቁሶች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በአሁኑ ወቅት በአገር ውስጥ የሲ/ሲ ውህዶች ያጋጠሙት ዋነኛ ማነቆዎች አሁንም የወጪና የኢንደስትሪላይዜሽን ጉዳዮች ናቸው።

የሙቀት መስኮችን ለመሥራት የሚያገለግሉ ሌሎች ብዙ ቁሳቁሶች አሉ. የካርቦን ፋይበር የተጠናከረ ግራፋይት የተሻሉ ሜካኒካዊ ባህሪያት አሉት; ነገር ግን በጣም ውድ ነው እና ለንድፍ ሌሎች መስፈርቶች አሉት.ሲሊኮን ካርቦይድ (ሲሲ)በብዙ ገፅታዎች ከግራፋይት የተሻለ ቁሳቁስ ነው, ነገር ግን በጣም ውድ እና ትልቅ መጠን ያላቸውን ክፍሎች ለማዘጋጀት አስቸጋሪ ነው. ሆኖም፣ ሲሲ ብዙ ጊዜ እንደ ሀየሲቪዲ ሽፋንለቆሸሸ የሲሊኮን ሞኖክሳይድ ጋዝ የተጋለጡ የግራፋይት ክፍሎችን ህይወት ለመጨመር እና ከግራፋይት ብክለትን ሊቀንስ ይችላል. ጥቅጥቅ ያለ የሲቪዲ ሲሊከን ካርቦይድ ሽፋን በማይክሮፖረስ ግራፋይት ቁስ ውስጥ ያሉ ብከላዎች ወደ ላይ እንዳይደርሱ በትክክል ይከላከላል።

ሌላው የሲቪዲ ካርቦን ነው, እሱም ከግራፋይት ክፍል በላይ ጥቅጥቅ ያለ ሽፋን ይፈጥራል. ከአካባቢው ጋር አብረው ሊኖሩ የሚችሉ እንደ ሞሊብዲነም ወይም ሴራሚክስ ያሉ ሌሎች ከፍተኛ ሙቀትን የሚከላከሉ ቁሳቁሶች ማቅለጫውን የመበከል አደጋ በማይኖርበት ጊዜ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ. ይሁን እንጂ ኦክሳይድ ሴራሚክስ በአጠቃላይ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ለግራፋይት እቃዎች ተፈጻሚነት የተገደበ ነው, እና መከላከያ ካስፈለገ ሌሎች አማራጮች ጥቂት ናቸው. አንደኛው ባለ ስድስት ጎን ቦሮን ናይትራይድ (አንዳንድ ጊዜ በተመሳሳዩ ባህሪያት ምክንያት ነጭ ግራፋይት ይባላል) ነገር ግን የሜካኒካል ባህሪያቱ ደካማ ናቸው. ሞሊብዲነም በአጠቃላይ ለከፍተኛ ሙቀት ሁኔታዎች በምክንያታዊነት ጥቅም ላይ የሚውለው መጠነኛ ወጪ፣ በሲሊኮን ክሪስታሎች ውስጥ ያለው የስርጭት መጠን ዝቅተኛ እና 5 × 108 አካባቢ ያለው በጣም ዝቅተኛ መለያየት ነው ፣ ይህም ክሪስታል አወቃቀሩን ከማጥፋቱ በፊት የተወሰነ መጠን ያለው ሞሊብዲነም መበከል ያስችላል።

2. የሙቀት መከላከያ ቁሶች

በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው የሙቀት መከላከያ ቁሳቁስ በተለያየ መልኩ የሚሰማው ካርቦን ነው። የካርቦን ስሜት ከቀጭን ፋይበር የተሰራ ሲሆን ይህም የሙቀት ጨረሮችን በአጭር ርቀት ውስጥ ብዙ ጊዜ ስለሚዘጋ እንደ መከላከያ ሆኖ ያገለግላል። ለስላሳው የካርበን ስሜት በአንጻራዊ ሁኔታ ቀጭን በሆኑ ነገሮች ላይ ተጣብቋል, ከዚያም ወደሚፈለገው ቅርጽ ተቆርጦ ወደ ምክንያታዊ ራዲየስ በጥብቅ ይጣበቃል. የተፈወሱ ስሜቶች ተመሳሳይ የፋይበር ቁሶችን ያቀፈ ነው, እና ካርቦን ያለው ማያያዣ የተበታተኑትን ክሮች ወደ ጠንካራ እና ቅርጽ ያለው ነገር ለማገናኘት ይጠቅማል. ከማያያዣው ይልቅ የካርቦን የኬሚካል ትነት ክምችት መጠቀም የቁሳቁስን ሜካኒካል ባህሪያት ሊያሻሽል ይችላል።

በተለምዶ የሙቀት ማገጃው ውጫዊ ገጽታ የአፈር መሸርሸርን እና መበስበስን እንዲሁም የብክለት ብክለትን ለመቀነስ ቀጣይነት ባለው ግራፋይት ሽፋን ወይም ፎይል ተሸፍኗል። እንደ ካርቦን አረፋ ያሉ ሌሎች የካርበን-ተኮር የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶችም አሉ። በአጠቃላይ, ግራፊቲዝድ እቃዎች በግልጽ ይመረጣሉ, ምክንያቱም ግራፊኬሽን የቃጫውን ገጽታ በእጅጉ ይቀንሳል. የእነዚህ ከፍተኛ-ገጽታ ቁሳቁሶች ጋዝ መውጣት በእጅጉ ይቀንሳል, እና ምድጃውን ወደ ተስማሚ ክፍተት ለማውጣት ትንሽ ጊዜ ይወስዳል. ሌላው እንደ ቀላል ክብደት፣ ከፍተኛ ጉዳት መቻቻል እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያሉ ድንቅ ባህሪያት ያለው የሲ/ሲ ድብልቅ ቁሳቁስ ነው። የግራፍ ክፍሎችን ለመተካት በሙቀት መስኮች ጥቅም ላይ የሚውለው የግራፍ ክፍሎችን የመተካት ድግግሞሽ በእጅጉ ይቀንሳል, የሞኖክሪስታሊን ጥራት እና የምርት መረጋጋትን ያሻሽላል.

በጥሬ ዕቃው ምደባ መሠረት የካርቦን ስሜት በፖሊacrylonitrile ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት ፣ ቪስኮስ ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት እና በፒች ላይ የተመሠረተ የካርበን ስሜት ሊከፋፈል ይችላል።
በፖሊacrylonitrile ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት ትልቅ አመድ ይዘት አለው። ከከፍተኛ ሙቀት ሕክምና በኋላ ነጠላ ፋይበር ተሰባሪ ይሆናል። በሚሠራበት ጊዜ የምድጃውን አካባቢ ለመበከል አቧራ ማመንጨት ቀላል ነው. በተመሳሳይ ጊዜ ፋይበር በሰው ልጅ ጤና ላይ ጎጂ የሆኑትን ቀዳዳዎች እና የመተንፈሻ ቱቦዎች በቀላሉ ሊገባ ይችላል. Viscose ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት ጥሩ የሙቀት መከላከያ አፈፃፀም አለው። ከሙቀት ሕክምና በኋላ በአንፃራዊነት ለስላሳ ነው እና አቧራ ለመፍጠር ቀላል አይደለም. ሆኖም ግን, በ viscose ላይ የተመሰረተ ጥሬ ፋይበር መስቀለኛ መንገድ መደበኛ ያልሆነ ነው, እና በቃጫው ወለል ላይ ብዙ ጉድጓዶች አሉ. በሞኖክሪስታሊን ሲሊኮን ቁሳቁስ ውስጥ የኦክስጂን እና የካርቦን ንጥረ ነገሮችን ዝናብ በመፍጠር በ CZ ሲሊኮን ምድጃ ውስጥ ባለው ኦክሳይድ አየር ስር እንደ C02 ያሉ ጋዞችን ማመንጨት ቀላል ነው። ዋናዎቹ አምራቾች የጀርመን SGL እና ሌሎች ኩባንያዎችን ያካትታሉ. በአሁኑ ጊዜ በሴሚኮንዳክተር ሞኖክሪስታሊን ኢንዱስትሪ ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው በፒን ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት ነው ፣ ይህም በቪስኮስ ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት ካለው የበለጠ የሙቀት መከላከያ አፈፃፀም አለው ፣ ግን በፒች ላይ የተመሠረተ የካርቦን ስሜት ከፍ ያለ ንፅህና እና ዝቅተኛ አቧራ ልቀት አለው። አምራቾች የጃፓን ኩሬሃ ኬሚካል እና ኦሳካ ጋዝ ያካትታሉ።
የካርቦን ቅርጽ ያልተስተካከሉ ስለሆነ, ለመሥራት የማይመች ነው. አሁን ብዙ ኩባንያዎች በካርቦን በተፈጠረ የካርቦን ስሜት ላይ የተመሠረተ አዲስ የሙቀት መከላከያ ቁሳቁስ ሠርተዋል። የታከመ የካርቦን ስሜት፣እንዲሁም ሃርድ ስሜት ተብሎ የሚጠራው፣ ለስላሳ ስሜት በሬንጅ፣ ከተነባበረ፣ ከታከመ እና ከካርቦን ከተመረተ በኋላ የተወሰነ ቅርፅ ያለው እና እራሱን የሚቋቋም ባህሪ ያለው ካርበን ነው።

የ monocrystalline ሲሊከን የእድገት ጥራት በቀጥታ በሙቀት አካባቢ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል, እና የካርቦን ፋይበር የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች በዚህ አካባቢ ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታሉ. የካርቦን ፋይበር የሙቀት መከላከያ ለስላሳ ስሜት አሁንም በፎቶቮልታይክ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ ከፍተኛ ጠቀሜታ አለው ምክንያቱም በዋጋ ጥቅሙ ፣ እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት መከላከያ ውጤት ፣ ተለዋዋጭ ዲዛይን እና ሊበጅ የሚችል ቅርፅ። በተጨማሪም የካርቦን ፋይበር ጠንካራ የሙቀት መከላከያ ስሜት በተወሰነ ጥንካሬ እና ከፍተኛ አተገባበር ምክንያት በሙቀት መስክ ቁሳቁስ ገበያ ውስጥ ትልቅ የእድገት ቦታ ይኖረዋል። በሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች መስክ ላይ ምርምር እና ልማት ለማድረግ ቆርጠናል, እና የፎቶቮልታይክ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪን ብልጽግና እና እድገትን ለማስተዋወቅ የምርት አፈፃፀምን ያለማቋረጥ ለማመቻቸት እንሞክራለን.