هڪ اهم مواد جيڪو طئي ڪري ٿو سنگل کرسٽل سلکان جي ترقي جي معيار - حرارتي ميدان

اڪيلو ڪرسٽل سلکان جي ترقي جو عمل مڪمل طور تي حرارتي ميدان ۾ ڪيو ويندو آهي. هڪ سٺو حرارتي ميدان ڪرسٽل جي معيار کي بهتر ڪرڻ لاءِ سازگار آهي ۽ اعليٰ ڪرسٽلائيزيشن ڪارڪردگي آهي. حرارتي فيلڊ جي ڊيزائن گهڻو ڪري متحرڪ حرارتي فيلڊ ۾ درجه حرارت جي درجي ۾ تبديلين ۽ تبديلين کي طئي ڪري ٿو. فرنس چيمبر ۾ گئس جي وهڪري ۽ حرارتي ميدان ۾ استعمال ٿيندڙ مواد ۾ فرق سڌو سنئون حرارتي فيلڊ جي خدمت زندگي کي طئي ڪري ٿو. هڪ غير معقول طور تي ٺهيل تھرمل فيلڊ نه رڳو انھن ڪرسٽل کي وڌائڻ ۾ ڏکيائي پيدا ڪري ٿي جيڪي معيار جي ضرورتن کي پورا ڪن ٿا، پر خاص عمل جي ضرورتن جي تحت مڪمل واحد ڪرسٽل پڻ اڀري نٿا سگھن. اهو ئي سبب آهي ته Czochralski monocrystalline silicon انڊسٽري حرارتي فيلڊ ڊيزائن کي بنيادي ٽيڪنالاجي طور سمجهي ٿي ۽ تھرمل فيلڊ جي تحقيق ۽ ترقي ۾ وڏي افرادي قوت ۽ مادي وسيلن کي سرمائيداري ڪري ٿي.

حرارتي نظام مختلف حرارتي فيلڊ مواد مان ٺهيل آهي. اسان صرف مختصر طور تي متعارف ڪرايو ويندو مواد استعمال ٿيل حرارتي ميدان ۾. جيئن ته حرارتي ميدان ۾ درجه حرارت جي ورڇ ۽ ڪرسٽل ڇڪڻ تي ان جو اثر، اسان هتي ان جو تجزيو نه ڪنداسين. حرارتي ميدان جو مواد ڪرسٽل جي واڌ ويڪيوم فرنس ڏانهن اشارو ڪري ٿو. چيمبر جا ساختي ۽ حرارتي طور تي موصل حصا، جيڪي سيمي ڪنڊڪٽر ميٽ ۽ ڪرسٽل جي چوڌاري مناسب گرمي پد واري ڪپڙي ٺاهڻ لاءِ ضروري آهن.

هڪ. حرارتي ميدان جي جوڙجڪ مواد
Czochralski طريقي سان سنگل ڪرسٽل سلڪون کي وڌائڻ لاءِ بنيادي معاون مواد اعليٰ پاڪائي گرافائٽ آهي. Graphite مواد جديد صنعت ۾ هڪ تمام اهم ڪردار ادا ڪري. Czochralski طريقي سان سنگل ڪرسٽل سلڪون جي تياري ۾، انهن کي حرارتي فيلڊ جي ساخت جي اجزاء طور استعمال ڪري سگهجي ٿو جهڙوڪ هيٽر، گائيڊ ٽيوب، ڪرسيبل، موصلي واري ٽيوب، ۽ ڪرسيبل ٽري.

گريفائيٽ مواد چونڊيو ويو ان جي تياري جي آسانيءَ جي ڪري وڏي مقدار ۾، عمل جي صلاحيت ۽ اعليٰ درجه حرارت جي مزاحمتي ملڪيت. هيرن يا گريفائٽ جي شڪل ۾ ڪاربان ڪنهن به عنصر يا مرڪب کان وڌيڪ پگھلڻ وارو نقطو آهي. Graphite مواد ڪافي مضبوط آهي، خاص طور تي تيز گرمي پد تي، ۽ ان جي برقي ۽ حرارتي چالکائي پڻ ڪافي سٺي آهي. ان جي برقي چالکائي ان کي هيٽر جي مواد جي طور تي موزون بڻائي ٿي، ۽ ان ۾ هڪ اطمينان بخش حرارتي چالکائي آهي، جيڪا هيٽر پاران پيدا ٿيندڙ گرمي کي ڪرسيبل ۽ حرارتي فيلڊ جي ٻين حصن تائين برابر طور تي ورهائي سگهي ٿي. بهرحال، تيز گرمي پد تي، خاص طور تي ڊگھي فاصلي تي، گرمي جي منتقلي جو مکيه طريقو تابڪاري آهي.

گريفائيٽ جا حصا شروعاتي طور تي ٺھيل آھن ٻاھر ڪڍڻ يا آئسوسٽيٽڪ دٻائڻ سان سڪل ڪاربوناسيئس ذرات کي بائنڈر سان ملايو ويندو آھي. اعلي معيار جي گرافائٽ حصن کي عام طور تي الڳ الڳ دٻايو ويندو آهي. سڄو ٽڪڙو پھريائين ڪاربان ٿيل آھي ۽ پوءِ تمام گھڻي گرمي پد تي، 3000 ° C جي ويجھو گرافائيز ٿيل آھي. انهن مانولٿس مان ٺهيل حصا اڪثر ڪري صاف ڪيا ويندا آهن ڪلورين تي مشتمل ماحول ۾ تيز گرمي پد تي ڌاتو جي آلودگي کي هٽائڻ لاءِ سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري جي گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ. تنهن هوندي به، صحيح صفائي سان گڏ، دھات جي آلودگي جي سطح سلکان سنگل کرسٽل مواد جي اجازت کان وڌيڪ شدت جا حڪم آهن. تنهن ڪري، انهن اجزاء جي آلودگي کي پگھلڻ يا ڪرسٽل جي مٿاڇري ۾ داخل ٿيڻ کان روڪڻ لاء حرارتي فيلڊ ڊيزائن ۾ خيال رکڻ گهرجي.

گريفائيٽ مواد ٿورڙو گھمڻ لائق آهي، جيڪو اندر جي باقي ڌاتو کي آسانيء سان سطح تائين پهچڻ جي اجازت ڏئي ٿو. ان کان علاوه، سلڪون مونو آڪسائيڊ گريفائٽ جي مٿاڇري جي چوڌاري صاف گيس ۾ موجود آهي، تمام گهڻي مواد ۾ داخل ٿي سگهي ٿو ۽ رد عمل ڪري ٿو.

شروعاتي سنگل ڪرسٽل سلڪون فرنس هيٽر ريفريڪٽري دھاتن مان ٺهيل هئا جهڙوڪ ٽنگسٽن ۽ مولبڊينم. جيئن ته گريفائٽ پروسيسنگ ٽيڪنالاجي پختگي ٿيندي آهي، گريفائٽ اجزاء جي وچ ۾ ڪنيڪشن جي برقي ملڪيت مستحڪم ٿي ويندي آهي، ۽ سنگل ڪرسٽل سلکان فرنس هيٽر مڪمل طور تي ٽنگسٽن ۽ موليبڊينم ۽ ٻين مادي هيٽر کي تبديل ڪري ڇڏيو آهي. هن وقت سڀ کان وڏي پيماني تي استعمال ٿيل گريفائٽ مواد isostatic graphite آهي. سيميسيرا اعليٰ معيار جي isostatically دٻائي graphite مواد مهيا ڪري سگهو ٿا.

Czochralski سنگل ڪرسٽل سلڪون فرنس ۾، C/C جامع مواد ڪڏهن ڪڏهن استعمال ڪيا ويندا آهن، ۽ هاڻي بولٽ، نٽ، ڪرسيبل، لوڊ بيئرنگ پليٽ ۽ ٻين اجزاء ٺاهڻ لاء استعمال ڪيا ويا آهن. ڪاربان/ڪاربن (c/c) جامع مواد ڪاربان فائبر مضبوط ڪاربن تي ٻڌل جامع مواد آهن. انهن وٽ اعليٰ مخصوص قوت، اعليٰ مخصوص ماڊيولس، گهٽ حرارتي توسيع جي کوٽائي، سٺي برقي چالکائي، وڏي فريڪچر جي سختي، گهٽ مخصوص ڪشش ثقل، حرارتي جھٽڪو جي مزاحمت، سنکنرن جي مزاحمت، ان ۾ شاندار خاصيتن جو هڪ سلسلو آهي جهڙوڪ تيز گرمي پد جي مزاحمت ۽ هن وقت وڏي پيماني تي آهي. ايرو اسپيس، ريسنگ، بايوميٽريز ۽ ٻين شعبن ۾ استعمال ڪيو ويو آهي جيئن هڪ نئين قسم جي اعلي درجه حرارت مزاحمتي ساخت جي مواد. هن وقت، گهريلو C/C جامع مواد جي سامهون ايندڙ مکيه رڪاوٽ قيمت ۽ صنعتي مسئلا آهن.

اتي ڪيترائي ٻيا مواد آھن جيڪي حرارتي فيلڊ ٺاهڻ لاء استعمال ڪيا ويا آھن. ڪاربن فائبر مضبوط ٿيل گرافائٽ کي بهتر مشيني ملڪيت آهي؛ بهرحال، اهو وڌيڪ مهانگو آهي ۽ ٻين ڊيزائن جي گهرج کي لاڳو ڪري ٿو. Silicon carbide (SiC) ڪيترن ئي طريقن سان گرافائٽ کان بهتر مواد آهي، پر اهو تمام گهڻو قيمتي آهي ۽ وڏي مقدار جي حصن کي ٺاهڻ ڏکيو آهي. بهرحال، سي سي سي اڪثر ڪري سي وي ڊي ڪوٽنگ طور استعمال ڪيو ويندو آهي ته جيئن جارحتي سلکان مونو آڪسائيڊ گيس جي سامهون گرافائٽ حصن جي زندگي کي وڌايو وڃي ۽ گرافائٽ کان آلودگي کي گهٽائڻ لاء. ٿلهي CVD سلکان ڪاربائيڊ ڪوٽنگ مؤثر طريقي سان مائڪروپورس گرافائٽ مواد جي اندر آلودگي کي مٿاڇري تائين پهچڻ کان روڪي ٿي.

ٻيو آهي CVD ڪاربن، جيڪو پڻ گريفائٽ حصن جي مٿان هڪ ٿلهي پرت ٺاهي سگهي ٿو. ٻيون تيز گرمي پد جي مزاحمتي مواد، جهڙوڪ مولبيڊينم يا سيرامڪ مواد جيڪي ماحول سان مطابقت رکن ٿا، استعمال ڪري سگھجن ٿا جتي پگھلڻ جو ڪو به خطرو ناهي. جڏهن ته، آڪسائيڊ سيرامڪس کي اعلي درجه حرارت تي گرافائٽ مواد سان سڌي رابطي لاء محدود موزونيت آهي، اڪثر ڪري ٿورڙي متبادل ڇڏيندي آهي جيڪڏهن موصليت گهربل هجي. هڪ آهي هيڪساگونل بوران نائٽرائڊ (ڪڏهن ڪڏهن ساڳي خاصيتن جي ڪري اڇو گرافائٽ سڏيو ويندو آهي)، پر ان ۾ خراب مشيني خاصيتون آهن. Molybdenum عام طور تي اعلي درجه حرارت جي ايپليڪيشنن لاء مناسب آهي ڇاڪاڻ ته ان جي معتدل قيمت، سلڪون ڪرسٽل ۾ گهٽ diffusivity، ۽ گھٽ علحدگيء جي کوٽائي، اٽڪل 5 × 108، جيڪا ڪرسٽل جي جوڙجڪ کي تباهه ڪرڻ کان اڳ ڪجهه molybdenum آلودگي جي اجازت ڏئي ٿي.

ٻه. حرارتي ميدان جي موصليت جو مواد
سڀ کان عام طور تي استعمال ٿيل موصليت جو مواد مختلف شڪلن ۾ ڪاربان محسوس ڪيو ويندو آهي. ڪاربن محسوس ٿيل پتلي فائبرن مان ٺهيل آهي جيڪي حرارتي موصليت جو ڪم ڪن ٿا ڇاڪاڻ ته اهي ٿوري فاصلي تي ڪيترائي ڀيرا حرارتي شعاع کي روڪيندا آهن. نرم ڪاربان محسوس ٿيل مواد جي نسبتا پتلي شيٽ ۾ اڻيل آهي، جيڪي پوء گهربل شڪل ۾ ڪٽي ويندا آهن ۽ مضبوط طور تي هڪ مناسب ريڊيس ڏانهن مڙي ويندا آهن. علاج ٿيل محسوس ساڳئي فائبر مواد مان ٺهيل آهي، هڪ ڪاربن تي مشتمل بائنر استعمال ڪندي منتشر فائبر کي وڌيڪ مضبوط ۽ سجيل شئي ۾ ڳنڍڻ لاء. بائنڊرز جي بدران ڪاربان جي ڪيميائي وانپ جمع ڪرڻ سان مواد جي ميخانياتي ملڪيت کي بهتر بڻائي سگهجي ٿو.

عام طور تي، انسوليٽنگ جي ٻاهرئين مٿاڇري کي مسلسل گريفائٽ جي ڪوٽنگ يا ورق سان ليپ ڪيو ويندو آهي ته جيئن خارش ۽ لباس سان گڏوگڏ ذرات جي آلودگي کي گهٽايو وڃي. ڪاربن جي بنياد تي موصليت واري مواد جا ٻيا قسم پڻ موجود آهن، جهڙوڪ ڪاربان فوم. عام طور تي، graphitized مواد واضح طور تي ترجيح ڏني وئي آهي ڇاڪاڻ ته گرافائيزيشن فائبر جي مٿاڇري واري علائقي کي تمام گهڻو گھٽائي ٿو. اهي مٿاڇري واري ايراضي واري مواد کي تمام گهٽ ٻاهر نڪرڻ جي اجازت ڏين ٿا ۽ گهٽ وقت وٺن ٿا فرنس کي مناسب خلا ڏانهن ڇڪڻ لاء. ٻيو قسم C/C جامع مواد آهي، جنهن ۾ شاندار خاصيتون آهن جهڙوڪ هلڪو وزن، وڌيڪ نقصان برداشت ڪرڻ، ۽ اعلي طاقت. گريفائٽ حصن کي تبديل ڪرڻ لاء تھرمل شعبن ۾ استعمال ڪيو ويو، جيڪو خاص طور تي گريفائٽ حصن جي متبادل تعدد کي گھٽائي ٿو ۽ ھڪڙي ڪرسٽل معيار ۽ پيداوار جي استحڪام کي بھتر ڪري ٿو.

خام مال جي درجه بندي جي مطابق، ڪاربان محسوس ٿيل پوليڪريلونيٽريل تي ٻڌل ڪاربان محسوس، ويسڪوز تي ٻڌل ڪاربان محسوس، ۽ اسفالٽ تي ٻڌل ڪاربان محسوس ۾ ورهائي سگھجي ٿو.

Polyacrylonitrile جي بنياد تي ڪاربان محسوس ڪيو ويو آهي وڏي راھ جو مواد، ۽ monofilaments تيز درجه حرارت جي علاج کان پوء برٽ ٿي ويندا آهن. آپريشن دوران، مٽي آساني سان پيدا ٿئي ٿي فرنس جي ماحول کي آلودگي ڪرڻ لاء. ساڳئي وقت، فائبر آسانيء سان انساني سوراخ ۽ سانس جي رستن ۾ داخل ٿي، انساني صحت کي نقصان پهچائي؛ ويسڪوز تي ٻڌل ڪاربان محسوس ڪيو ان ۾ سٺي حرارتي موصليت جا خاصيتون آهن، گرمي جي علاج کان پوء نسبتا نرم آهي، ۽ مٽي پيدا ڪرڻ جو امڪان گهٽ آهي. تنهن هوندي به، ويسڪوز تي ٻڌل اسٽريڊس جي ڪراس سيڪشن هڪ غير منظم شڪل آهي ۽ فائبر جي مٿاڇري تي ڪيتريون ئي نديون آهن، جيڪي Czochralski سنگل ڪرسٽل سلڪون فرنس ۾ آڪسائيڊائيزنگ ماحول جي موجودگي ۾ ٺهڻ آسان آهن. گيسس جهڙوڪ CO2 واحد ڪرسٽل سلکان مواد ۾ آڪسيجن ۽ ڪاربن عناصر جي ورهاڱي جو سبب بڻجن ٿا. مکيه ٺاهيندڙن ۾ جرمن SGL ۽ ٻيون ڪمپنيون شامل آهن. في الحال، پچ تي ٻڌل ڪاربان محسوس ڪيو ويندو آهي سڀ کان وڏي پيماني تي سيمي ڪنڊڪٽر واحد کرسٽل انڊسٽري ۾ استعمال ٿيل آهي، ۽ ان جي حرارتي موصليت جي ڪارڪردگي چپچپا ڪاربان محسوس جي ڀيٽ ۾ بهتر آهي. گم جي بنياد تي ڪاربان محسوس گھٽ آهي، پر اسفالٽ جي بنياد تي ڪاربان محسوس ڪئي وئي آهي اعلي پاڪائي ۽ گهٽ مٽي جو اخراج. ٺاهيندڙن ۾ جاپان جي ڪوريها ڪيميڪل، اوساڪا گيس وغيره شامل آهن.

جيئن ته ڪاربان محسوس ڪيل شڪل مقرر نه آهي، ان کي هلائڻ ۾ تڪليف آهي. هاڻي ڪيتريون ئي ڪمپنيون هڪ نئين حرارتي موصليت واري مواد ٺاهيا آهن جن جي بنياد تي ڪاربان محسوس ڪيو ويو آهي - علاج ٿيل ڪاربن محسوس ڪيو ويو آهي. علاج ٿيل ڪاربن محسوس پڻ سڏيو ويندو آهي سخت محسوس. اهو هڪ ڪاربان محسوس ڪيو ويو آهي جيڪو هڪ خاص شڪل ۽ خودمختاري آهي رال، لامحدود، مضبوط ۽ ڪاربن سان ڀريل ٿيڻ کان پوء.

سنگل کرسٽل سلکان جي ترقي جي معيار سڌو سنئون تھرمل فيلڊ ماحول کان متاثر ٿئي ٿي، ۽ ڪاربان فائبر موصليت واري مواد ھن ماحول ۾ اھم ڪردار ادا ڪن ٿا. ڪاربن فائبر تھرمل موصليت نرم محسوس اڃا تائين فوٽووولٽڪ سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ ھڪڙو اھم فائدو حاصل ڪري ٿو ان جي قيمت فائدن جي ڪري، بھترين حرارتي موصليت جو اثر، لچڪدار ڊيزائن ۽ حسب ضرورت شڪل. ان کان علاوه، ڪاربان فائبر سخت موصليت محسوس ڪئي ويندي تھرمل فيلڊ مادي مارڪيٽ ۾ ترقي لاء وڌيڪ ڪمرو آھي ان جي خاص طاقت ۽ اعلي ڪارڪردگي جي ڪري. اسان حرارتي موصليت واري مواد جي ميدان ۾ تحقيق ۽ ترقي لاءِ پرعزم آهيون ۽ مسلسل پيداوار جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ لاءِ پراڊڪٽ جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي رهيا آهيون ته جيئن فوٽو وولٽڪ سيمڪڊڪٽر انڊسٽري جي خوشحالي ۽ ترقي کي وڌايو وڃي.