אַ וויכטיק מאַטעריאַל וואָס דיטערמאַנז די קוואַליטעט פון איין קריסטאַל סיליציום גראָוט - טערמאַל פעלד

דער וווּקס פּראָצעס פון איין קריסטאַל סיליציום איז גאָר דורכגעקאָכט אין די טערמאַל פעלד. א גוט טערמאַל פעלד איז קאַנדוסיוו צו פֿאַרבעסערן די קריסטאַל קוואַליטעט און האט אַ הויך קריסטאַליזיישאַן עפעקטיווקייַט. דער פּלאַן פון די טערמאַל פעלד לאַרגעלי דיטערמאַנז די ענדערונגען און ענדערונגען אין טעמפּעראַטור גראַדיאַנץ אין די דינאַמיש טערמאַל פעלד. די לויפן פון גאַז אין די אויוון קאַמער און די חילוק אין מאַטעריאַלס געניצט אין די טערמאַל פעלד גלייך באַשטימען די דינסט לעבן פון די טערמאַל פעלד. אַ אַנריזאַנאַבלי דיזיינד טערמאַל פעלד מאכט עס נישט בלויז שווער צו וואַקסן קריסטאַלז וואָס טרעפן קוואַליטעט באדערפענישן, אָבער אויך קענען נישט וואַקסן גאַנץ איין קריסטאַלז אונטער זיכער פּראָצעס באדערפענישן. דאָס איז וואָס די Czochralski מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום אינדוסטריע באַטראַכט טערמאַל פעלד פּלאַן ווי די האַרץ טעכנאָלאָגיע און ינוועסטירן ריזיק אַרבעטקראַפט און מאַטעריאַל רעסורסן אין טערמאַל פעלד פאָרשונג און אַנטוויקלונג.

די טערמאַל סיסטעם איז קאַמפּאָוזד פון פאַרשידן טערמאַל פעלד מאַטעריאַלס. מיר וועלן 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 קריסטאַל גראָוט וואַקוום אויוון. סטראַקטשעראַל און טערמאַללי ינסאַלייטיד פּאָרשאַנז פון די קאַמער, וואָס זענען יקערדיק צו שאַפֿן די געהעריק טעמפּעראַטור שטאָף אַרום די סעמיקאַנדאַקטער צעשמעלצן און קריסטאַלז.

איינער. טערמאַל פעלד סטראַקטשעראַל מאַטעריאַלס
די יקערדיק שטיצן מאַטעריאַל פֿאַר גראָוינג איין קריסטאַל סיליציום דורך די Czochralski אופֿן איז גראַפייט מיט הויך ריינקייַט. גראַפיטע מאַטעריאַלס שפּילן אַ זייער וויכטיק ראָלע אין מאָדערן אינדוסטריע. אין דער צוגרייטונג פון איין קריסטאַל סיליציום דורך Czochralski אופֿן, זיי קענען זיין געוויינט ווי טערמאַל פעלד סטראַקטשעראַל קאַמפּאָונאַנץ אַזאַ ווי כיטערז, פירן טובז, קרוסיבלע, ינסאַליישאַן טובז און קרוסיבלע טאַץ.

גראַפיטע מאַטעריאַל איז אויסדערוויילט רעכט צו זייַן יז פון צוגרייטונג אין גרויס וואַליומז, פּראַסעסאַביליטי און הויך טעמפּעראַטור קעגנשטעל פּראָפּערטיעס. טשאַד אין די פאָרעם פון דימענט אָדער גראַפייט האט אַ העכער מעלטינג פונט ווי קיין עלעמענט אָדער קאַמפּאַונד. גראַפיטע מאַטעריאַל איז גאַנץ שטאַרק, ספּעציעל אין הויך טעמפּעראַטורעס, און זייַן עלעקטריקאַל און טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי איז אויך גאַנץ גוט. זיין עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי מאכט עס פּאַסיק ווי אַ כיטער מאַטעריאַל, און עס האט אַ באַפרידיקנדיק טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי וואָס קענען יוואַנלי פאַרשפּרייטן די היץ דזשענערייטאַד דורך די כיטער צו די קרוסיבלע און אנדערע טיילן פון די טערמאַל פעלד. אָבער, ביי הויך טעמפּעראַטורעס, ספּעציעל איבער לאַנג דיסטאַנסאַז, די הויפּט מאָדע פון ​​היץ אַריבערפירן איז ראַדיאַציע.

גראַפיטע טיילן זענען טכילעס געשאפן דורך יקסטרוזשאַן אָדער יסאָסטאַטיק דרינגלעך פון פייַן קאַרבאָוכיידרייץ פּאַרטיקאַלז געמישט מיט אַ בינדער. 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. פּאַרץ מאַשינד פון די מאַנאַליטס זענען אָפט פּיוראַפייד אין אַ קלאָרין-מיט אַטמאָספער אין הויך טעמפּעראַטורעס צו באַזייַטיקן מעטאַל קאַנטאַמאַניישאַן צו נאָכקומען מיט סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע רעקווירעמענץ. אָבער, אפילו מיט געהעריק רייניקונג, מעטאַל קאַנטאַמאַניישאַן לעוועלס זענען אָרדערס פון מאַגנאַטוד העכער ווי ערלויבט דורך סיליציום איין קריסטאַל מאַטעריאַלס. דעריבער, איר מוזן נעמען זאָרג אין טערמאַל פעלד פּלאַן צו פאַרמייַדן קאַנטאַמאַניישאַן פון די קאַמפּאָונאַנץ פון די צעשמעלצן אָדער קריסטאַל ייבערפלאַך.

גראַפיטע מאַטעריאַל איז אַ ביסל פּערמיאַבאַל, וואָס אַלאַוז רוען מעטאַל ין צו לייכט דערגרייכן די ייבערפלאַך. אין דערצו, די סיליציום מאַנאַקסייד פאָרשטעלן אין די רייניקונג גאַז אַרום די גראַפיטע ייבערפלאַך קענען דורכנעמען טיף אין רובֿ מאַטעריאַלס און רעאַגירן.

פרי איין קריסטאַל סיליציום אויוון כיטערז זענען געמאכט פון ראַפראַקטערי מעטאַלס ​​אַזאַ ווי טאַנגסטאַן און מאָליבדענום. ווען די גראַפייט פּראַסעסינג טעכנאָלאָגיע מאַטיורז, די עלעקטריקאַל פּראָפּערטיעס פון די קאַנעקשאַנז צווישן גראַפייט קאַמפּאָונאַנץ ווערן סטאַביל, און איין קריסטאַל סיליציום אויוון כיטערז האָבן גאָר ריפּלייסט טאַנגסטאַן און מאָליבדענום און אנדערע מאַטעריאַל כיטערז. די מערסט וויידלי געניצט גראַפיטע מאַטעריאַל איז איצט יסאָסטאַטיק גראַפייט. סעמיסעראַ קענען צושטעלן הויך קוואַליטעט יסאָסטאַטיקאַללי געדריקט גראַפייט מאַטעריאַלס.

אין Czochralski איין קריסטאַל סיליציום פערנאַסאַז, C / C קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס זענען מאל געניצט, און זענען איצט געניצט צו פּראָדוצירן באָלץ, ניסלעך, קרוסיבלע, מאַסע-שייַכעס פּלאַטעס און אנדערע קאַמפּאָונאַנץ. טשאַד / טשאַד (C / C) קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס זענען טשאַד פיברע ריינפאָרסט טשאַד-באזירט קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס. זיי האָבן הויך ספּעציפיש שטאַרקייַט, הויך ספּעציפיש מאָדולוס, נידעריק טערמאַל יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט, גוט עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי, גרויס בראָך טאַפנאַס, נידעריק ספּעציפיש ערלעכקייט, טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל, קעראָוזשאַן קעגנשטעל, עס האט אַ סעריע פון ​​ויסגעצייכנט פּראָפּערטיעס אַזאַ ווי הויך טעמפּעראַטור קעגנשטעל און איז דערווייַל וויידלי געניצט אין אַעראָספּאַסע, רייסינג, ביאָמאַטיריאַליז און אנדערע פעלדער ווי אַ נייַע טיפּ פון הויך טעמפּעראַטור קעגנשטעליק סטראַקטשעראַל מאַטעריאַל. דערווייַל, די הויפּט באַטאַלנעק געפּלאָנטערט דורך דינער C / C קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס איז קאָס און ינדאַסטריאַליזיישאַן ישוז.

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

די אנדערע איז CVD טשאַד, וואָס קענען אויך פאָרעם אַ געדיכט שיכטע אויף שפּיץ פון גראַפייט טיילן. אנדערע הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעליק מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי מאָליבדענום אָדער סעראַמיק מאַטעריאַלס וואָס זענען קאַמפּאַטאַבאַל מיט די סוויווע, קענען זיין געוויינט ווו עס איז קיין ריזיקירן פון קאַנטאַמאַניישאַן פון די צעשמעלצן. אָבער, אַקסייד סעראַמיקס האָבן לימיטעד פּאַסיק פֿאַר דירעקט קאָנטאַקט מיט גראַפייט מאַטעריאַלס אין הויך טעמפּעראַטורעס, אָפט געלאזן ווייניק אַלטערנאַטיוועס אויב ינסאַליישאַן איז פארלאנגט. איינער איז כעקסאַגאַנאַל באָראַן ניטריד (מאל גערופן ווייַס גראַפייט רעכט צו ענלעך פּראָפּערטיעס), אָבער עס האט נעבעך מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס. מאָליבדענום איז בכלל גלייַך פֿאַר הויך טעמפּעראַטור אַפּלאַקיישאַנז ווייַל פון זייַן מעסיק פּרייַז, נידעריק דיפיוזיוואַטי אין סיליציום קריסטאַלז און נידעריק סעגרעגאַציע קאָואַפישאַנט, וועגן 5 × 108, וואָס אַלאַוז עטלעכע מאָליבדענום קאַנטאַמאַניישאַן איידער דיסטרויינג די קריסטאַל סטרוקטור.

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

טיפּיקאַללי, די ויסווייניקסט ייבערפלאַך פון ינסאַלייטינג געהיילט פּעלץ איז קאָוטאַד מיט אַ קעסיידערדיק גראַפייט קאָוטינג אָדער שטער צו רעדוצירן יראָוזשאַן און טראָגן ווי געזונט ווי פּאַרטיקיאַלאַט קאַנטאַמאַניישאַן. אנדערע טייפּס פון טשאַד-באזירט ינסאַליישאַן מאַטעריאַלס אויך עקסיסטירן, אַזאַ ווי טשאַד פּינע. אין אַלגעמיין, גראַפיטיזעד מאַטעריאַלס זענען קלאר בילכער ווייַל גראַפיטיזאַטיאָן זייער ראַדוסאַז די ייבערפלאַך געגנט פון די פיברע. די הויך ייבערפלאַך שטח מאַטעריאַלס לאָזן פיל ווייניקער אַוטגאַססינג און נעמען ווייניקער צייט צו ציען די אויוון צו אַ געהעריק וואַקוום. די אנדערע טיפּ איז C / C קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל, וואָס האט בוילעט פֿעיִקייטן אַזאַ ווי ליכט וואָג, הויך שעדיקן טאָלעראַנץ און הויך שטאַרקייַט. געניצט אין טערמאַל פעלדער צו פאַרבייַטן גראַפייט טיילן, וואָס באטייטיק ראַדוסאַז די פאַרבייַט אָפטקייַט פון גראַפייט טיילן און ימפּרוווז איין קריסטאַל קוואַליטעט און פּראָדוקציע פעסטקייַט.

לויט די קלאַסאַפאַקיישאַן פון רוי מאַטעריאַלס, טשאַד פּעלץ קענען זיין צעטיילט אין פּאָליאַקרילאָניטרילע-באזירט טשאַד פּעלץ, וויסקאָז-באזירט טשאַד פּעלץ און אַספאָלט-באזירט טשאַד פּעלץ.

פּאָליאַקרילאָניטרילע-באזירט טשאַד פּעלץ האט אַ גרויס אַש צופרידן, און די מאָנאָפילאַמאַנץ ווערן קרישלדיק נאָך הויך-טעמפּעראַטור באַהאַנדלונג. בעשאַס אָפּעראַציע, שטויב איז לייכט געשאפן צו באַשמוצן די אויוון סוויווע. אין דער זעלביקער צייַט, די פייבערז לייכט אַרייַן מענטשלעך פּאָרעס און רעספּעראַטאָרי טראַקץ, קאָזינג שאָדן צו מענטש געזונט; וויסקאָז-באזירט טשאַד פּעלץ עס האט גוט טערמאַל ינסאַליישאַן פּראָפּערטיעס, איז לעפיערעך ווייך נאָך היץ באַהאַנדלונג, און איז ווייניקער מסתּמא צו פּראָדוצירן שטויב. אָבער, די קרייַז-אָפּטיילונג פון די וויסקאָז-באזירט סטראַנדז האט אַ ירעגיאַלער פאָרעם און עס זענען פילע ראַווינעס אויף די פיברע ייבערפלאַך, וואָס איז גרינג צו פאָרעם אין דעם בייַזייַן פון אַ אַקסאַדייזינג אַטמאָספער אין אַ Czochralski איין קריסטאַל סיליציום אויוון. גאַסאַז אַזאַ ווי CO2 פאַרשאַפן די אָפּזאַץ פון זויערשטאָף און טשאַד עלעמענטן אין איין קריסטאַל סיליציום מאַטעריאַלס. די הויפּט מאַניאַפאַקטשערערז אַרייַננעמען דייַטש SGL און אנדערע קאָמפּאַניעס. דערווייַל, פּעך-באזירט טשאַד פּעלץ איז די מערסט וויידלי געניצט אין די סעמיקאַנדאַקטער איין קריסטאַל אינדוסטריע, און זייַן טערמאַל ינסאַליישאַן פאָרשטעלונג איז בעסער ווי די פון קלעפּיק טשאַד פּעלץ. גומע-באזירט טשאַד פּעלץ איז ערגער, אָבער אַספאָלט-באזירט טשאַד פּעלץ האט העכער ריינקייַט און נידעריקער שטויב ימישאַן. מאַניאַפאַקטשערערז אַרייַננעמען יאַפּאַן ס קורעהאַ כעמישער, אָסאַקאַ גאַז, עטק.

זינט די פאָרעם פון די 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 איז אויך גערופן שווער פּעלץ. עס איז אַ טשאַד פּעלץ וואָס האט אַ זיכער פאָרעם און זיך-סאַסטיינאַביליטי נאָך ימפּרעגנייטאַד מיט סמאָלע, לאַמאַנייטאַד, סאַלידאַפייד און קאַרבאַנייזד.

די גראָוט קוואַליטעט פון איין קריסטאַל סיליציום איז גלייַך אַפעקטאַד דורך די טערמאַל פעלד סוויווע, און טשאַד פיברע ינסאַליישאַן מאַטעריאַלס שפּילן אַ שליסל ראָלע אין דעם סוויווע. קאַרבאָן פיברע טערמאַל ינסאַליישאַן ווייך פּעלץ נאָך אַקיאַפּייז אַ באַטייטיק מייַלע אין די פאָטאָוואָלטאַיק סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע רעכט צו זייַן פּרייַז אַדוואַנטידזשיז, ויסגעצייכנט טערמאַל ינסאַליישאַן ווירקונג, פלעקסאַבאַל פּלאַן און קוסטאָמיזאַבלע פאָרעם. אין אַדישאַן, טשאַד פיברע שטרענג ינסאַליישאַן פּעלץ וועט האָבן אַ גרעסערע פּלאַץ פֿאַר אַנטוויקלונג אין די טערמאַל פעלד מאַטעריאַל מאַרק ווייַל פון זיין זיכער שטאַרקייַט 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.