Hőszigetelő anyag

A monokristályos szilícium növekedési folyamata túlnyomórészt termikus térben megy végbe, ahol a termikus környezet minősége jelentősen befolyásolja a kristályminőséget és a növekedési hatékonyságot. A hőtér kialakítása kulcsfontosságú szerepet játszik a hőmérséklet-gradiensek és a gázáramlás dinamikájának kialakításában a kemencekamrán belül. Továbbá a termikus tér kialakításához használt anyagok közvetlenül befolyásolják annak élettartamát és teljesítményét.

A termikus tértervezés jelentősége

A jól megtervezett hőmező biztosítja a megfelelő hőmérséklet-eloszlást a félvezető olvadékhoz és a kristálynövekedéshez, megkönnyítve ezzel a kiváló minőségű monokristályos szilícium előállítását. Ezzel szemben a nem megfelelően kialakított termikus mezők azt eredményezik, hogy a kristályok nem felelnek meg a minőségi követelményeknek, vagy bizonyos esetekben akadályozzák a teljes monokristályok növekedését.

Hőmező anyagok kiválasztása

A hőmező anyagok a kristálynövekedési kemence kamrájában található szerkezeti és szigetelő elemeket jelentik. A leggyakrabban használt szigetelőanyagok közé tartozikkarbon filc, vékony szálakból áll, amelyek hatékonyan blokkolják a hősugárzást, ezáltal szigetelést biztosítanak.Carbon filcjellemzően vékony lapszerű anyagokba szövik, amelyeket azután a kívánt formákra vágnak, és racionális sugarakhoz ívelnek.

Egy másik elterjedt szigetelőanyag a kikeményedett filc, amely hasonló szálakból áll, de széntartalmú kötőanyagokat használ a diszpergált szálak robusztusabb, strukturáltabb formába való tömörítésére. A szén kémiai gőzleválasztásával kötőanyagok helyett az anyag mechanikai tulajdonságai tovább javíthatók.

A hőmező összetevőinek optimalizálása

Jellemzően a szigetelő kikeményedett filceket egy folyamatos grafitréteggel vonják be, illfóliakülső felületükön az erózió, a kopás és a szemcsés szennyeződés csökkentése érdekében. Más típusú szénalapú szigetelőanyagok, például szénhab is léteznek. Általában a grafitizált anyagokat részesítik előnyben, mivel jelentősen csökkentett felületük, ami csökkenti a gázkibocsátást és rövidebb időt igényel a megfelelő vákuumszint eléréséhez a kemencében. Egy másik alternatíva azC/C kompozitkönnyű, nagy sérüléstűrő képességükről és szilárdságukról ismert anyagok. Grafit alkatrészek helyettesítéseC/C kompozita termikus térben jelentősen csökkenti a grafit alkatrészek cseréjének gyakoriságát, ezáltal javítja a monokristály minőségét és a gyártás stabilitását.