Монокристалды кремнийдин өсүү процесси толугу менен жылуулук талаасында жүргүзүлөт. Жакшы жылуулук талаасы кристаллдардын сапатын жакшыртууга шарт түзөт жана кристаллдашуу эффективдүүлүгү жогору. Жылуулук талаасынын конструкциясы негизинен динамикалык жылуулук талаасындагы температура градиенттеринин өзгөрүшүн жана мештин камерасындагы газдын агымын аныктайт. Жылуулук талаасында колдонулган материалдардын айырмасы жылуулук талаасынын кызмат мөөнөтүн түздөн-түз аныктайт. Негизсиз жылуулук талаасы сапат талаптарына жооп берген кристаллдарды өстүрүү кыйын гана эмес, ошондой эле белгилүү бир процесстин талаптарына ылайык толук монокристаллдык өстүрө албайт. Мына ушундан улам түз тартылуучу монокристалл кремний өнөр жайы жылуулук талаасынын дизайнын эң негизги технология катары карайт жана жылуулук талаасын изилдөөгө жана өнүктүрүүгө эбегейсиз жумушчу күчүн жана материалдык ресурстарды жумшайт.
Жылуулук системасы ар кандай жылуулук талаасынын материалдарынан турат. Биз жылуулук талаасында колдонулган материалдарды кыскача гана тааныштырабыз. Ал эми жылуулук талаасындагы температуранын бөлүштүрүлүшү жана анын кристаллдын тартылышына тийгизген таасири тууралуу биз бул жерде талдабайбыз. Жылуулук талаасынын материалы жарым өткөргүч эритмесинин жана кристаллдын айланасында тиешелүү температуралык бөлүштүрүүнү түзүү үчүн зарыл болгон кристалл өстүрүүчү вакуумдук мештин камерасындагы түзүлүшкө жана жылуулук изоляциялоочу бөлүгүнө тиешелүү.
1. Жылуулук талаасынын структурасынын материалы
Монокристаллдуу кремнийди өстүрүү үчүн түз тартуу ыкмасы үчүн негизги колдоочу материал болуп жогорку тазалыктагы графит эсептелет. Графит материалдары заманбап өнөр жайда абдан маанилүү ролду ойнойт. Алар жылуулук талаасынын структуралык компоненттери катары колдонулушу мүмкүнжылыткычтар, жетектөөчү түтүктөр, тигельдер, Чохральский ыкмасы менен монокристалл кремнийди даярдоодо изоляциялык түтүктөр, тигель лотоктору ж.б.
Графит материалдарыалар чоң көлөмдө даярдоого оңой, кайра иштетүүгө жана жогорку температурага туруктуу болгондуктан тандалып алынат. Алмаз же графит түрүндөгү көмүртектин эрүү температурасы ар кандай элементке же кошулмаларга караганда жогору. Графит материалдары абдан күчтүү, өзгөчө жогорку температурада, ошондой эле алардын электр жана жылуулук өткөрүмдүүлүктөрү да бир топ жакшы. Анын электр өткөргүчтүгү аны ылайыктуу кылатжылыткычматериал. Ал канааттандырарлык жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициентине ээ, ал жылыткычтан пайда болгон жылуулукту тигелге жана жылуулук талаасынын башка бөлүктөрүнө бирдей бөлүштүрүүгө мүмкүндүк берет. Бирок, жогорку температурада, өзгөчө алыс аралыкта, негизги жылуулук берүү режими радиация болуп саналат.
Графит бөлүктөрү алгач бириктиргич менен аралаштырылган жана экструзия же изостатикалык басуу жолу менен түзүлгөн майда көмүртектүү бөлүкчөлөрдөн жасалат. Жогорку сапаттагы графит тетиктери, адатта, изостатикалык басылган. Бүт кесим адегенде карбондашып, андан кийин 3000°Сге жакын өтө жогорку температурада графиттештирилет. Бул бүт бөлүктөрдөн иштетилген бөлүктөр, адатта, жарым өткөргүч өнөр жайынын талаптарына жооп берүү үчүн металлдын булганышын жок кылуу үчүн жогорку температурада хлор камтыган атмосферада тазаланат. Бирок, туура тазалоодон кийин да металлдын булгануу деңгээли кремний монокристаллдык материалдар үчүн уруксат берилгенден бир нече эсе жогору. Ошондуктан, бул компоненттердин эриген же кристалл бетине кирүүсүн алдын алуу үчүн жылуулук талаасын долбоорлоодо этият болуу керек.
Графит материалдары бир аз өткөргүч болгондуктан, ичиндеги калган металлдын бетине жетүүсүнө шарт түзөт. Мындан тышкары, графиттин бетинин айланасындагы тазалоочу газдын курамындагы кремний оксиди көпчүлүк материалдарга кирип, реакцияга кириши мүмкүн.
Алгачкы монокристаллдуу кремний мешинин жылыткычтары вольфрам жана молибден сыяктуу отко чыдамдуу металлдардан жасалган. Графитти кайра иштетүү технологиясынын өсүп жетилиши менен графиттин компоненттеринин ортосундагы байланыштын электрдик касиеттери туруктуу болуп калды, монокристаллдуу кремний мешинин жылыткычтары вольфрамды, молибденди жана башка материалды жылыткычтарды толугу менен алмаштырды. Азыркы учурда эң кеңири колдонулган графит материалы изостатикалык графит болуп саналат. менин елкемде изостатикалык графит даярдоо технологиясы салыштырмалуу артта калган, ал эми ата мекендик фотоэлектрдик өнөр жайда колдонулуучу графит материалдарынын көбү чет өлкөлөрдөн алынып келинет. Чет өлкөлүк изостатикалык графит өндүрүүчүлөр негизинен Германиянын SGL, Япониянын Tokai Carbon, Япониянын Toyo Tanso, ж. плиталар жана башка компоненттер. Көмүртек/көмүртек (C/C) композиттери - бул көмүртек буласы менен бекемделген көмүртектин негизиндеги композиттер, мисалы, жогорку өзгөчө күч, жогорку өзгөчө модуль, төмөнкү жылуулук кеңейүү коэффициенти, жакшы электр өткөргүчтүк, жогорку сынууга бекемдик, төмөн салыштырма тартылуу, жылуулук шок каршылык, коррозияга каршылык, жана жогорку температурага каршылык. Учурда алар аэрокосмостук, жарыш, биоматериалдар жана башка тармактарда жаңы жогорку температурага туруктуу структуралык материалдар катары кеңири колдонулат. Азыркы учурда, ата мекендик C / C композиттер дуушар болгон негизги тоскоолдуктар дагы деле чыгымдар жана индустриялаштыруу маселелери болуп саналат.
Термалдык талааларды жасоо үчүн колдонулган көптөгөн башка материалдар бар. Көмүртек буласы менен бекемделген графит жакшы механикалык касиеттерге ээ; бирок ал кымбатыраак жана долбоорлоо үчүн башка талаптар бар.Кремний карбиди (SiC)көп жагынан графитке караганда жакшы материал, бирок чоң көлөмдөгү тетиктерди даярдоо алда канча кымбат жана кыйын. Бирок, SiC көп учурда колдонулатCVD каптоожегич кремний кычкылы газына дуушар болгон графит бөлүктөрүнүн иштөө мөөнөтүн жогорулатуу, ошондой эле графиттин булганышын азайтышы мүмкүн. CVD кремний карбидинин жыш каптоосу микропороздуу графит материалынын ичиндеги булгоочу заттардын бетине жетүүсүн натыйжалуу алдын алат.
Дагы бир CVD көмүртек, ошондой эле графит бөлүгүнүн үстүндө тыгыз катмарды түзө алат. Башка жогорку температурага чыдамдуу материалдар, мисалы молибден же керамикалык материалдар чөйрө менен бирге жашай алат, эритинди булгоо коркунучу жок жерде колдонулушу мүмкүн. Бирок, кычкылдуу керамика жалпысынан жогорку температурада графит материалдарына колдонулушу менен чектелген жана жылуулоо талап кылынса, бир нече башка варианттар бар. Алардын бири алты бурчтуу бор нитриди (кээде окшош касиеттеринен улам ак графит деп аталат), бирок механикалык касиеттери начар. Молибден, негизинен, анын орточо наркы, кремний кристаллдарындагы диффузиянын төмөн ылдамдыгы жана кристалл түзүмүн бузуудан мурун молибдендин белгилүү бир булганышына мүмкүндүк берген 5×108 жөнүндө өтө төмөн сегрегация коэффициентине байланыштуу жогорку температуралык кырдаалдар үчүн негиздүү колдонулат.
2. Жылуулук изоляциялоочу материалдар
Көбүнчө колдонулган жылуулоочу материал - бул ар кандай формадагы көмүр кийиз. Көмүртектүү кийиз ичке булалардан жасалган, алар жылуулоочу ролду ойнойт, анткени алар кыска аралыкта жылуулук нурлануусун бир нече жолу бөгөттөйт. жумшак көмүртек кийиз материалдын салыштырмалуу жука барактарына токулган, андан кийин каалаган формада кесип жана акылга сыярлык радиуста бекем ийилген. Айыккан кийиздер окшош була материалдарынан түзүлүп, дисперстүү жипчелерди катуураак жана формалуу нерсеге туташтыруу үчүн көмүртектүү бириктиргич колдонулат. Туташтыргычтын ордуна көмүртектин химиялык буусу менен чөктүрүүнү колдонуу материалдын механикалык касиеттерин жакшыртат.
Эреже катары, жылуулук изоляциялоочу кийиздин сырткы бети эрозияны жана эскирүүнү, ошондой эле бөлүкчөлөрдүн булганышын азайтуу үчүн үзгүлтүксүз графит каптоо же фольга менен капталат. Көмүртектин негизиндеги жылуулук изоляциялоочу материалдардын башка түрлөрү да бар, мисалы, көмүртек көбүгү. Жалпысынан алганда, graphitization абдан жипче бетинин аянтын азайтат, анткени graphitized материалдар, албетте, артыкчылыктуу болуп саналат. Бул жогорку жер бетиндеги материалдардын сыртка чыгуусу бир топ кыскарат жана мешти ылайыктуу вакуумга айдаш үчүн аз убакыт талап кылынат. Дагы бир C / C курама материал, мисалы, жеңил салмагы, жогорку зыян чыдамдуулук жана жогорку күч сыяктуу көрүнүктүү өзгөчөлүктөргө ээ. Графит бөлүктөрүн алмаштыруу үчүн жылуулук талааларында колдонулган графит тетиктерин алмаштыруу жыштыгын олуттуу кыскартат, монокристаллдык сапатты жана өндүрүштүн туруктуулугун жакшыртат.
Чийки заттын классификациясына ылайык, көмүртектүү кийизди полиакрилонитрил негизиндеги көмүртектүү кийиз, вискоза негизиндеги көмүртектүү жана чайырлуу көмүртектүү кийиз деп бөлүүгө болот.
Полиакрилонитрил негизиндеги көмүртектүү кийиздин күлү чоң. Жогорку температурада дарылоодон кийин бир жипче морт болуп калат. Эксплуатациялоо учурунда мештин айланасын булгаган чаңды пайда кылуу оңой. Ошол эле учурда була адамдын денесинин тешикчелерине жана дем алуу жолдоруна оңой кирип, адамдын ден соолугуна зыян келтирет. Вискоза негизиндеги көмүртек кийиз жакшы жылуулук изоляциясына ээ. Ал жылуулук менен дарылоодон кийин салыштырмалуу жумшак жана чаңды пайда кылуу оңой эмес. Бирок вискоза негизиндеги чийки буланын кесилиши туура эмес, була бетинде көптөгөн оюктар бар. CZ кремний мешинин кычкылдануучу атмосферасында C02 сыяктуу газдарды түзүү оңой, бул монокристалл кремний материалында кычкылтек жана көмүртек элементтеринин чөктүрүлүшүн шарттайт. Негизги өндүрүүчүлөр Германиянын SGL жана башка компанияларды камтыйт. Учурда жарым өткөргүчтүү монокристаллдык өнөр жайда эң кеңири колдонулганы вискоза негизиндеги көмүртектүү кийизге караганда жылуу изоляциялык көрсөткүчү начар болгон чайыр негизиндеги көмүртек кийиз, бирок чайырлуу көмүртектүү кийиздин тазалыгы жогору жана чаңдын эмиссиясы аз. Өндүрүүчүлөр арасында Япониянын Kureha Chemical жана Osaka Gas компаниялары бар.
Көмүр кийиздин формасы бекитилбегендиктен аны иштетүү ыңгайсыз. Азыр көптөгөн компаниялар көмүртек кийизден айыктырылган көмүр кийизинин негизинде жаңы жылуулук изоляциялоочу материалды иштеп чыгышты. Катуу кийиз деп да аталат, жумшак кийиз чайыр менен сиңирилип, ламинатталган, айыктырылып, көмүртектештирилгенден кийин белгилүү бир формадагы жана өзүн-өзү сактоочу касиетке ээ көмүртектүү кийиз.
монокристалл кремний өсүү сапаты түздөн-түз жылуулук чөйрөсүнө таасир этет, жана көмүртек була жылуулук жылуулоо материалдары бул чөйрөдө негизги ролду ойнойт. Көмүртек буласынын жылуулук изоляциясы жумшак кийиз дагы эле фотоэлектрдик жарым өткөргүч тармагында анын наркынын артыкчылыгы, мыкты жылуулук изоляциялык эффекти, ийкемдүү дизайны жана ыңгайлаштырылган формасы менен олуттуу артыкчылыкка ээ. Мындан тышкары, көмүртек буласынын катуу жылуулоочу кийизи жылуулук талаасынын материалдар рыногунда белгилүү бир күчкө жана жогорку иштөөсүнө байланыштуу көбүрөөк өнүгүү мейкиндигине ээ болот. Биз жылуулук изоляциялоочу материалдар жаатындагы изилдөөлөрдү жана өнүктүрүүнү жана фотоэлектрдик жарым өткөргүч өнөр жайынын гүлдөп-өсүшүнө жана өнүгүшүнө көмөк көрсөтүү үчүн продуктунун натыйжалуулугун тынымсыз оптималдаштырууга умтулабыз.
Посттун убактысы: Jun-12-2024