วัสดุฉนวนสนามความร้อน

กระบวนการเติบโตของซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในสนามความร้อน ซึ่งคุณภาพของสภาพแวดล้อมทางความร้อนส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพของคริสตัลและประสิทธิภาพการเติบโต การออกแบบสนามความร้อนมีบทบาทสำคัญในการกำหนดรูปแบบการไล่ระดับอุณหภูมิและพลวัตการไหลของก๊าซภายในห้องเตาเผา นอกจากนี้ วัสดุที่ใช้ในการสร้างสนามความร้อนมีอิทธิพลโดยตรงต่ออายุการใช้งานและประสิทธิภาพของสนาม

ความสำคัญของการออกแบบสนามความร้อน

สนามความร้อนที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระจายอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการหลอมของเซมิคอนดักเตอร์และการเติบโตของคริสตัล ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์คุณภาพสูง ในทางกลับกัน สนามความร้อนที่ออกแบบมาไม่เพียงพอส่งผลให้คริสตัลไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพ หรือในบางกรณี อาจขัดขวางการเติบโตของโมโนคริสตัลที่สมบูรณ์

การเลือกวัสดุสนามความร้อน

วัสดุสนามความร้อนหมายถึงส่วนประกอบโครงสร้างและฉนวนภายในห้องเตาเติบโตคริสตัล ในบรรดาวัสดุฉนวนที่นิยมใช้กันได้แก่รู้สึกคาร์บอนประกอบด้วยเส้นใยบาง ๆ ที่ช่วยปิดกั้นการแผ่รังสีความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพจึงเป็นฉนวนผ้าสักหลาดคาร์บอนโดยทั่วไปแล้วจะถูกทอเป็นวัสดุคล้ายแผ่นบาง ซึ่งจะถูกตัดเป็นรูปทรงที่ต้องการและโค้งให้พอดีกับรัศมีเหตุผล

วัสดุฉนวนที่แพร่หลายอีกชนิดหนึ่งเป็นสักหลาดที่ผ่านการบ่มแล้ว ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยที่คล้ายกัน แต่ใช้สารยึดเกาะที่ประกอบด้วยคาร์บอนเพื่อรวมเส้นใยที่กระจัดกระจายให้อยู่ในรูปแบบที่มีโครงสร้างแข็งแรงยิ่งขึ้น ด้วยการใช้การสะสมไอสารเคมีของคาร์บอนแทนสารยึดเกาะ สมบัติทางกลของวัสดุจึงสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้

การเพิ่มประสิทธิภาพส่วนประกอบสนามความร้อน

โดยทั่วไปแล้ว ผ้าสักหลาดที่บ่มด้วยฉนวนจะถูกเคลือบด้วยกราไฟท์หรือชั้นต่อเนื่องกันกระดาษฟอยล์บนพื้นผิวด้านนอกเพื่อลดการกัดเซาะ การสึกหรอ และการปนเปื้อนของอนุภาค วัสดุฉนวนที่มีคาร์บอนประเภทอื่นๆ เช่น โฟมคาร์บอน ก็มีอยู่เช่นกัน โดยทั่วไป วัสดุกราไฟต์เป็นที่ต้องการเนื่องจากพื้นที่ผิวลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ก๊าซออกลดลงและใช้เวลาสั้นลงเพื่อให้ได้ระดับสุญญากาศที่เหมาะสมในเตาเผา อีกทางเลือกหนึ่งคือคอมโพสิต C/Cวัสดุที่ขึ้นชื่อว่ามีน้ำหนักเบา ทนต่อความเสียหายได้สูง และแข็งแรง การทดแทนส่วนประกอบกราไฟท์ด้วยคอมโพสิต C/Cในด้านความร้อนจะลดความถี่ในการเปลี่ยนส่วนประกอบกราไฟท์ลงอย่างมาก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพโมโนคริสตัลและความเสถียรในการผลิต