Matériau d'isolation du champ thermique

Le processus de croissance du silicium monocristallin se produit principalement dans un champ thermique, où la qualité de l'environnement thermique a un impact significatif sur la qualité des cristaux et l'efficacité de la croissance. La conception du champ thermique joue un rôle central dans la formation des gradients de température et de la dynamique du flux de gaz dans la chambre du four. De plus, les matériaux utilisés dans la construction du champ thermique influencent directement sa durée de vie et ses performances.

Importance de la conception du champ thermique

Un champ thermique bien conçu assure une répartition appropriée de la température pour la fusion des semi-conducteurs et la croissance des cristaux, facilitant ainsi la production de silicium monocristallin de haute qualité. À l’inverse, des champs thermiques mal conçus font que les cristaux ne répondent pas aux exigences de qualité ou, dans certains cas, entravent la croissance de monocristaux complets.

Sélection de matériaux de champ thermique

Les matériaux de champ thermique font référence aux composants structurels et isolants à l’intérieur de la chambre du four de croissance cristalline. Parmi les matériaux isolants couramment utilisés, on trouvefeutre de carbone, composé de fibres fines qui bloquent efficacement le rayonnement thermique, assurant ainsi une isolation.Feutre de carboneest généralement tissé en minces matériaux en forme de feuille, qui sont ensuite découpés dans les formes souhaitées et courbés pour s'adapter à des rayons rationnels.

Un autre matériau isolant répandu est le feutre durci, composé de fibres similaires mais utilisant des liants contenant du carbone pour consolider les fibres dispersées sous une forme structurée plus robuste. En utilisant le dépôt chimique en phase vapeur de carbone au lieu de liants, les propriétés mécaniques du matériau peuvent être encore améliorées.

Optimisation des composants du champ thermique

Généralement, les feutres durcis isolants sont recouverts d'une couche continue de graphite oudéjouersur leurs surfaces extérieures pour réduire l’érosion, l’usure et la contamination particulaire. D'autres types de matériaux isolants à base de carbone, comme la mousse de carbone, existent également. Généralement, les matériaux graphitisés sont préférés en raison de leur surface considérablement réduite, ce qui entraîne une diminution du dégazage et un temps plus court nécessaire pour atteindre des niveaux de vide appropriés dans le four. Une autre alternative estComposite C/Cmatériaux, connus pour leur légèreté, leur haute tolérance aux dommages et leur résistance. Remplacement des composants en graphite parComposite C/Cdans le domaine thermique réduit considérablement la fréquence de remplacement des composants en graphite, améliorant ainsi la qualité des monocristaux et la stabilité de la production.