וויכטיק מאַטעריאַלס וואָס באַשטימען די קוואַליטעט פון מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום גראָוט - טערמאַל פעלד

דער וווּקס פּראָצעס פון מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום איז גאָר דורכגעקאָכט אין די טערמאַל פעלד. א גוט טערמאַל פעלד איז קאַנדוסיוו צו פֿאַרבעסערן די קוואַליטעט פון קריסטאַלז און האט אַ העכער קריסטאַליזיישאַן עפעקטיווקייַט. דער פּלאַן פון די טערמאַל פעלד לאַרגעלי דיטערמאַנז די ענדערונגען אין טעמפּעראַטור גראַדיאַנץ אין די דינאַמיש טערמאַל פעלד און די לויפן פון גאַז אין די אויוון קאַמער. דער חילוק אין די מאַטעריאַלס געניצט אין די טערמאַל פעלד גלייך דיטערמאַנז די דינסט לעבן פון די טערמאַל פעלד. אַ קרום טערמאַל פעלד איז נישט בלויז שווער צו וואַקסן קריסטאַלז וואָס טרעפן קוואַליטעט רעקווירעמענץ, אָבער אויך קענען נישט וואַקסן גאַנץ מאַנאַקריסטאַללינע אונטער זיכער פּראָצעס באדערפענישן. דאָס איז וואָס די דירעקט-ציען מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום אינדוסטריע באַטראַכט טערמאַל פעלד פּלאַן ווי די מערסט האַרץ טעכנאָלאָגיע און ינוועסטאַד ריזיק אַרבעט און מאַטעריאַל רעסורסן אין טערמאַל פעלד פאָרשונג און אַנטוויקלונג.

די טערמאַל סיסטעם איז קאַמפּאָוזד פון פאַרשידן טערמאַל פעלד מאַטעריאַלס. מיר בלויז בעקיצער באַקענען די מאַטעריאַלס געניצט אין די טערמאַל פעלד. ווי פֿאַר די טעמפּעראַטור פאַרשפּרייטונג אין די טערמאַל פעלד און זייַן פּראַל אויף קריסטאַל פּולינג, מיר וועלן נישט פונאַנדערקלייַבן עס דאָ. די טערמאַל פעלד מאַטעריאַל רעפערס צו די סטרוקטור און טערמאַל ינסאַליישאַן טייל אין די וואַקוום אויוון קאַמער פון קריסטאַל וווּקס, וואָס איז יקערדיק פֿאַר קריייטינג אַ צונעמען טעמפּעראַטור פאַרשפּרייטונג אַרום די סעמיקאַנדאַקטער צעשמעלצן און קריסטאַל.

1. טערמאַל פעלד סטרוקטור מאַטעריאַל

די יקערדיק שטיצן מאַטעריאַל פֿאַר די דירעקט-ציען אופֿן צו וואַקסן מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום איז גראַפייט מיט הויך ריינקייַט. גראַפיטע מאַטעריאַלס שפּילן אַ זייער וויכטיק ראָלע אין מאָדערן אינדוסטריע. זיי קענען זיין געוויינט ווי היץ פעלד סטראַקטשעראַל קאַמפּאָונאַנץ אַזאַ וויכיטערז, פירן טובז, קרוסיבלעם, ינסאַליישאַן טובז, קרוסאַבאַל טאַץ, אאז"ו ו אין דער צוגרייטונג פון מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום דורך די Czochralski אופֿן.

גראַפיטע מאַטעריאַלסזענען אויסגעקליבן ווייַל זיי זענען גרינג צו צוגרייטן אין גרויס וואַליומז, קענען זיין פּראַסעסט און זענען קעגנשטעליק צו הויך טעמפּעראַטורעס. טשאַד אין די פאָרעם פון דימענט אָדער גראַפייט האט אַ העכער מעלטינג פונט ווי קיין עלעמענט אָדער קאַמפּאַונד. גראַפיטע מאַטעריאַלס זענען גאַנץ שטאַרק, ספּעציעל אין הויך טעמפּעראַטורעס, און זייער עלעקטריקאַל און טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי איז אויך גאַנץ גוט. זיין עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי מאכט עס פּאַסיק ווי אַכיטערמאַטעריאַל. עס האט אַ באַפרידיקנדיק טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי קאָואַפישאַנט, וואָס אַלאַוז די היץ דזשענערייטאַד דורך די כיטער צו זיין יוואַנלי פונאנדערגעטיילט צו די קרוסיבלע און אנדערע טיילן פון די היץ פעלד. אָבער, ביי הויך טעמפּעראַטורעס, ספּעציעל איבער לאַנג דיסטאַנסאַז, די הויפּט היץ אַריבערפירן מאָדע איז ראַדיאַציע.

גראַפיטע טיילן זענען טכילעס געמאכט פון פייַן קאַרבאָוכיידרייץ פּאַרטיקאַלז געמישט מיט אַ בינדער און געשאפן דורך יקסטרוזשאַן אָדער יסאָסטאַטיק דרינגלעך. הויך-קוואַליטעט גראַפייט טיילן זענען יוזשאַוואַלי יסאָסטאַטיקאַללי געדריקט. די גאנצע שטיק איז ערשטער קאַרבאַנייזד און דעמאָלט גראַפיטיזעד אין זייער הויך טעמפּעראַטורעס, נאָענט צו 3000 ° סי. די פּאַרץ פּראַסעסט פון די גאַנץ ברעקלעך זענען יוזשאַוואַלי פּיוראַפייד אין אַ קלאָרין-מיט אַטמאָספער אין הויך טעמפּעראַטורעס צו באַזייַטיקן מעטאַל קאַנטאַמאַניישאַן צו טרעפן די באדערפענישן פון די סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע. אָבער, אפילו נאָך געהעריק רייניקונג, די מדרגה פון מעטאַל קאַנטאַמאַניישאַן איז עטלעכע אָרדערס פון מאַגנאַטוד העכער ווי אַז ערלויבט פֿאַר סיליציום מאָנאָקריסטאַללינע מאַטעריאַלס. דעריבער, איר מוזן נעמען זאָרג אין די טערמאַל פעלד פּלאַן צו פאַרמייַדן קאַנטאַמאַניישאַן פון די קאַמפּאָונאַנץ פון אַרייַן די צעשמעלצן אָדער קריסטאַל ייבערפלאַך.

גראַפיטע מאַטעריאַלס זענען אַ ביסל פּערמיאַבאַל, וואָס מאכט עס גרינג פֿאַר די רוען מעטאַל ין צו דערגרייכן די ייבערפלאַך. אין דערצו, די סיליציום מאַנאַקסייד פאָרשטעלן אין די רייניקונג גאַז אַרום די גראַפיטע ייבערפלאַך קענען דורכנעמען אין רובֿ מאַטעריאַלס און רעאַגירן.

פרי מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום אויוון כיטערז זענען געמאכט פון ראַפראַקטערי מעטאַלס ​​אַזאַ ווי טאַנגסטאַן און מאָליבדענום. מיט די ינקריסינג צייַטיקייַט פון גראַפייט פּראַסעסינג טעכנאָלאָגיע, די עלעקטריקאַל פּראָפּערטיעס פון די קשר צווישן גראַפייט קאַמפּאָונאַנץ האָבן ווערן סטאַביל, און מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום אויוון כיטערז האָבן גאָר ריפּלייסט טאַנגסטאַן, מאָליבדענום און אנדערע מאַטעריאַל כיטערז. דערווייַל, די מערסט וויידלי געניצט גראַפייט מאַטעריאַל איז יסאָסטאַטיק גראַפייט. מיין לאַנד ס יסאָסטאַטיק גראַפייט צוגרייטונג טעכנאָלאָגיע איז לעפיערעך צוריק, און רובֿ פון די גראַפייט מאַטעריאַלס געניצט אין די דינער פאָטאָוואָלטאַיק אינדוסטריע זענען ימפּאָרטיד פֿון אויסלאנד. פרעמד יסאָסטאַטיק גראַפייט מאַניאַפאַקטשערערז אַרייַננעמען דער הויפּט דייטשלאנד סגל, יאַפּאַן ס טאָקאַי קאַרבאָן, יאַפּאַן טויאָ טאַנסאָ, אאז"ו ו. פּלאַטעס און אנדערע קאַמפּאָונאַנץ. טשאַד / טשאַד (C / C) קאַמפּאַזאַץ זענען טשאַד פיברע ריינפאָרסט טשאַד-באזירט קאַמפּאַזאַץ מיט אַ סעריע פון ​​ויסגעצייכנט פּראָפּערטיעס אַזאַ ווי הויך ספּעציפיש שטאַרקייַט, הויך ספּעציפיש מאָדולע, נידעריק טערמאַל יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט, גוט עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי, הויך בראָך טאַפנאַס, נידעריק ספּעציפיש ערלעכקייט, טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל, קעראָוזשאַן קעגנשטעל און הויך טעמפּעראַטור קעגנשטעל. דערווייַל, זיי זענען וויידלי געניצט אין אַעראָספּאַסע, רייסינג, ביאָמאַטיריאַליז און אנדערע פעלדער ווי נייַ הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעליק סטראַקטשעראַל מאַטעריאַלס. דערווייַל, די הויפּט באַטאַלנעקס געפּלאָנטערט דורך דינער C / C קאַמפּאַזאַץ זענען נאָך קאָס און ינדאַסטריאַליזיישאַן ישוז.

עס זענען פילע אנדערע מאַטעריאַלס געניצט צו מאַכן טערמאַל פעלדער. טשאַד פיברע ריינפאָרסט גראַפייט האט בעסער מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס; אָבער עס איז מער טייַער און האט אנדערע רעקווירעמענץ פֿאַר פּלאַן.סיליציום קאַרבידע (SiC)איז אַ בעסער מאַטעריאַל ווי גראַפייט אין פילע אַספּעקץ, אָבער עס איז פיל מער טייַער און שווער צו צוגרייטן גרויס-באַנד טיילן. אָבער, SiC איז אָפט געניצט ווי אַCVD קאָוטינגצו פאַרגרעסערן די לעבן פון גראַפייט טיילן יקספּאָוזד צו קעראָוסיוו סיליציום מאַנאַקסייד גאַז, און קענען אויך רעדוצירן קאַנטאַמאַניישאַן פון גראַפייט. די געדיכט CVD סיליציום קאַרבידע קאָוטינג יפעקטיוולי פּריווענץ קאַנטאַמאַנאַנץ ין די מיקראָפּאָראָוס גראַפייט מאַטעריאַל פון ריטשינג די ייבערפלאַך.

אן אנדער איז CVD טשאַד, וואָס קענען אויך פאָרעם אַ געדיכט שיכטע אויבן די גראַפייט טייל. אנדערע הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעליק מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי מאָליבדענום אָדער סעראַמיק מאַטעריאַלס וואָס קענען קאָויגזיסטירן מיט די סוויווע, קענען זיין געוויינט ווו עס איז קיין ריזיקירן פון קאַנטאַמאַניישאַן פון די צעשמעלצן. אָבער, אַקסייד סעראַמיקס זענען בכלל לימיטעד אין זייער אָנווענדלעך צו גראַפייט מאַטעריאַלס אין הויך טעמפּעראַטורעס, און עס זענען ווייניק אנדערע אָפּציעס אויב ינסאַליישאַן איז פארלאנגט. איינער איז כעקסאַגאַנאַל באָראָן ניטריד (מאל גערופן ווייַס גראַפייט רעכט צו ענלעך פּראָפּערטיעס), אָבער די מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס זענען נעבעך. מאָליבדענום איז בכלל געניצט גלייַך פֿאַר הויך טעמפּעראַטור סיטואַטיאָנס ווייַל פון זייַן מעסיק פּרייַז, נידעריק דיפיוזשאַן קורס אין סיליציום קריסטאַלז און אַ זייער נידעריק סעגרעגאַציע קאָואַפישאַנט פון וועגן 5 × 108, וואָס אַלאַוז אַ זיכער סומע פון ​​​​מאָליבדענום קאַנטאַמאַניישאַן איידער דיסטרויינג די קריסטאַל סטרוקטור.

2. טערמאַל ינסאַליישאַן מאַטעריאַלס

די מערסט אָפט געניצט ינסאַליישאַן מאַטעריאַל איז טשאַד פּעלץ אין פאַרשידן פארמען. טשאַד פּעלץ איז געמאכט פון דין פייבערז, וואָס אַקט ווי ינסאַליישאַן ווייַל זיי פאַרשפּאַרן טערמאַל ראַדיאַציע עטלעכע מאָל איבער אַ קורץ ווייַטקייט. די ווייך טשאַד פּעלץ איז וואָווען אין לעפיערעך דין שיץ פון מאַטעריאַל, וואָס זענען דעמאָלט שנייַדן אין דער געוואלט פאָרעם און טייטלי בענט אין אַ גלייַך ראַדיוס. געהיילט פילץ זענען פארפאסט פון ענלעך פיברע מאַטעריאַלס, און אַ טשאַד-מיט בינדער איז געניצט צו פאַרבינדן די דיספּערסט פייבערז אין אַ מער האַרט און שייפּט כייפעץ. די נוצן פון כעמישער פארע דעפּאַזישאַן פון טשאַד אַנשטאָט פון אַ בינדער קענען פֿאַרבעסערן די מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס פון דעם מאַטעריאַל.

טיפּיקאַללי, די ויסווייניקסט ייבערפלאַך פון די טערמאַל ינסאַליישאַן קיורינג פּעלץ איז קאָוטאַד מיט אַ קעסיידערדיק גראַפיטע קאָוטינג אָדער שטער צו רעדוצירן יראָוזשאַן און טראָגן ווי געזונט ווי פּאַרטאַקאַל קאַנטאַמאַניישאַן. אנדערע טייפּס פון טשאַד-באזירט טערמאַל ינסאַליישאַן מאַטעריאַלס אויך עקסיסטירן, אַזאַ ווי טשאַד פּינע. אין אַלגעמיין, גראַפיטיזעד מאַטעריאַלס זענען דאָך בילכער ווייַל גראַפיטיזאַטיאָן זייער ראַדוסאַז די ייבערפלאַך געגנט פון די פיברע. די אַוטגאַססינג פון די הויך-ייבערפלאַך-געגנט מאַטעריאַלס איז זייער רידוסט, און עס נעמט ווייניקער צייַט צו פּאָמפּע די אויוון צו אַ פּאַסיק וואַקוום. אן אנדער איז C / C קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל, וואָס האט בוילעט קעראַקטעריסטיקס אַזאַ ווי ליכט וואָג, הויך שעדיקן טאָלעראַנץ און הויך שטאַרקייַט. געניצט אין טערמאַל פעלדער צו פאַרבייַטן גראַפייט טיילן באטייטיק ראַדוסאַז די אָפטקייַט פון פאַרבייַט פון גראַפייט טיילן, ימפּרוווז מאַנאַקריסטאַליין קוואַליטעט און פּראָדוקציע פעסטקייַט.

לויט די רוי מאַטעריאַל קלאַסאַפאַקיישאַן, טשאַד פּעלץ קענען זיין צעטיילט אין פּאָליאַקרילאָניטרילע-באזירט טשאַד פּעלץ, וויסקאָז-באזירט טשאַד פּעלץ און פּעך-באזירט טשאַד פּעלץ.
פּאָליאַקרילאָניטרילע-באזירט טשאַד פּעלץ האט אַ גרויס אַש צופרידן. נאָך הויך-טעמפּעראַטור באַהאַנדלונג, די איין פיברע ווערט קרישלדיק. בעשאַס אָפּעראַציע, עס איז גרינג צו דזשענערייט שטויב צו באַשמוצן די אויוון סוויווע. אין דער זעלביקער צייט, די פיברע קענען לייכט אַרייַן די פּאָרעס און רעספּעראַטאָרי שעטעך פון דעם מענטש גוף, וואָס איז שעדלעך צו מענטש געזונט. וויסקאָז-באזירט טשאַד פּעלץ האט גוט טערמאַל ינסאַליישאַן פאָרשטעלונג. עס איז לעפיערעך ווייך נאָך היץ באַהאַנדלונג און איז נישט גרינג צו דזשענערייט שטויב. אָבער, די קרייַז-אָפּטיילונג פון די וויסקאָז-באזירט רוי פיברע איז ירעגיאַלער, און עס זענען פילע גרוווז אויף די פיברע ייבערפלאַך. עס איז גרינג צו דזשענערייט גאַסאַז אַזאַ ווי C02 אונטער די אַקסאַדייזינג אַטמאָספער פון די CZ סיליציום אויוון, קאָזינג די אָפּזאַץ פון זויערשטאָף און טשאַד עלעמענטן אין די מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום מאַטעריאַל. די הויפּט מאַניאַפאַקטשערערז אַרייַננעמען דייַטש SGL און אנדערע קאָמפּאַניעס. דערווייַל, די מערסט וויידלי געניצט אין די סעמיקאַנדאַקטער מאָנאָקריסטאַללינע אינדוסטריע איז פּעך-באזירט טשאַד פּעלץ, וואָס האט ערגער טערמאַל ינסאַליישאַן פאָרשטעלונג ווי וויסקאָז-באזירט טשאַד פּעלץ, אָבער פּעך-באזירט טשאַד פּעלץ האט אַ העכער ריינקייַט און אַ נידעריקער שטויב ימישאַן. מאַניאַפאַקטשערערז אַרייַננעמען יאַפּאַן ס קורעהאַ כעמישער און אָסאַקאַ גאַז.
ווייַל די פאָרעם פון טשאַד פּעלץ איז נישט פאַרפעסטיקט, עס איז ומבאַקוועם צו אַרבעטן. איצט פילע קאָמפּאַניעס האָבן דעוועלאָפּעד אַ נייַ טערמאַל ינסאַליישאַן מאַטעריאַל באזירט אויף טשאַד פּעלץ-געהיילט טשאַד פּעלץ. געהיילט טשאַד פּעלץ, אויך גערופן שווער פּעלץ, איז אַ טשאַד פּעלץ מיט אַ זיכער פאָרעם און זיך-סאַסטיינינג פאַרמאָג נאָך ווייך פּעלץ איז ימפּרעגנייטאַד מיט סמאָלע, לאַמאַנייטאַד, געהיילט און קאַרבאַנייזד.

די גראָוט קוואַליטעט פון מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום איז גלייַך אַפעקטאַד דורך די טערמאַל סוויווע, און טשאַד פיברע טערמאַל ינסאַליישאַן מאַטעריאַלס שפּילן אַ שליסל ראָלע אין דעם סוויווע. קאַרבאָן פיברע טערמאַל ינסאַליישאַן ווייך פּעלץ נאָך האט אַ באַטייטיק מייַלע אין די פאָטאָוואָלטאַיק סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע רעכט צו זייַן פּרייַז מייַלע, ויסגעצייכנט טערמאַל ינסאַליישאַן ווירקונג, פלעקסאַבאַל פּלאַן און קוסטאָמיזאַבלע פאָרעם. אין אַדישאַן, טשאַד פיברע שווער טערמאַל ינסאַליישאַן פּעלץ וועט האָבן אַ גרעסערע אַנטוויקלונג פּלאַץ אין די טערמאַל פעלד מאַטעריאַל מאַרק רעכט צו זיין זיכער שטאַרקייט און העכער אַפּעראַביליטי. מיר זענען קאַמיטאַד צו פאָרשונג און אַנטוויקלונג אין די פעלד פון טערמאַל ינסאַליישאַן מאַטעריאַלס, און קאַנטיניואַסלי אַפּטאַמייז פּראָדוקט פאָרשטעלונג צו העכערן די וווילטאָג און אַנטוויקלונג פון די פאָטאָוואָלטאַיק סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע.