கார்பன் அடிப்படையிலான வெப்ப புல அமைப்பு

1. கார்பன்-அடிப்படையிலான வெப்பப் புலங்களின் பங்கு இன்சுலேஷன் கூறுகளிலிருந்து செயல்முறை சாளர ஒழுங்குமுறைகளாக மாறியுள்ளது


கார்பன் அடிப்படையிலான வெப்ப புலத்தின் மதிப்பு பாரம்பரிய வெப்ப காப்புக்கு அப்பால் நீண்டுள்ளது. நவீன படிக வளர்ச்சி அமைப்புகளில், இது ஒரு விரிவான செயல்முறை கட்டுப்பாட்டு தளமாக செயல்படுகிறது, இது படிக தரம், உற்பத்தித்திறன் மற்றும் இயக்க செலவுகளை நேரடியாக பாதிக்கிறது. அதன் முக்கிய செயல்பாடுகளை நான்கு நிலைகளாக தொகுக்கலாம்:

செயல்பாட்டு நிலை
முதன்மை செயல்பாடு
முக்கிய செயல்திறன் குறிகாட்டிகள்
கட்டமைப்பு ஆதரவு
ஆதரிக்கிறதுகுவார்ட்ஸ் சிலுவைகள், ஹீட்டர்கள், வெப்ப கவசங்கள், மற்றும்இன்சுலேஷன் சிலிண்டர்கள்பெரிய அளவிலான வெப்ப புல அமைப்புகளின் இயந்திர நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்ய.
உலை அளவு, வெப்ப புல பரிமாணங்கள், க்ரூசிபிள் அளவு மற்றும் சார்ஜிங் திறன்
வெப்ப விநியோகம்
கதிர்வீச்சு, கடத்தல் மற்றும் வெப்பச்சலன பாதைகளை கட்டுப்படுத்துகிறது, உருகும் மற்றும் படிக வளர்ச்சி இடைமுகம் இடையே வெப்ப சமநிலையை ஒழுங்குபடுத்துகிறது.
வெப்பநிலை சாய்வு, இடைமுக வடிவம், இழுக்கும் வீதம் மற்றும் ஆற்றல் நுகர்வு
எரிவாயு ஓட்ட மேலாண்மை
ஆர்கான் ஓட்டம் மற்றும் SiC PVT அமைப்புகளில், SiO மற்றும் CO போன்ற ஆவியாகும் வகைகளை அகற்றும் போது ஆவி-நிலைப் பொருள் போக்குவரத்துக்கு வழிகாட்டுகிறது.
ஓட்டம் புல பண்புகள், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கார்பன் தூய்மையற்ற நிலைகள், வைப்பு உருவாக்கம் மற்றும் வெப்ப புல வாழ்நாள்
தரக் கட்டுப்பாடு
ஆக்ஸிஜன் செறிவு, கார்பன் செறிவு, எதிர்ப்பின் சீரான தன்மை, இடப்பெயர்வு அடர்த்தி, அழுத்த விநியோகம் மற்றும் படிக அமைப்பு நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றை பாதிக்கிறது.
N-வகை சிலிக்கான் இணக்கத்தன்மை, SiC பாலிடைப் கட்டுப்பாடு மற்றும் குறைபாடு மேலாண்மை

பெரிய உலைகள், பெரிய வெப்பப் புலங்கள், அதிகரித்த சார்ஜிங் திறன், புத்திசாலித்தனமான படிக இழுத்தல் மற்றும் மேம்பட்ட குறைந்த ஆக்ஸிஜன் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படும் ஒளிமின்னழுத்த Czochralski (CZ) படிக வளர்ச்சி தொழில்நுட்பம் ஒரு புதிய கட்டத்தில் நுழைந்துள்ளதாக பொதுவில் கிடைக்கும் உபகரண விவரக்குறிப்புகள் குறிப்பிடுகின்றன.

வெளியிடப்பட்ட விவரக்குறிப்புகளின்படி, சில மேம்பட்ட படிக வளர்ச்சி அமைப்புகள் முக்கிய அறை அளவு Φ1700 × 2100 மிமீ மற்றும் 42 அங்குல விட்டம் வரை வெப்ப புலங்களை ஆதரிக்கின்றன. இணக்கமான க்ரூசிபிள் அளவுகளில் 33, 37, 40 மற்றும் 42 அங்குலங்கள் அடங்கும், இது முறையே தோராயமாக 700 கிலோ, 1000 கிலோ, 1200 கிலோ மற்றும் 1300 கிலோ சார்ஜிங் திறன் கொண்டது.

கூடுதலாக, இந்த அமைப்புகள் செயல்பாட்டு செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களை நிரூபிக்கின்றன, அவற்றுள்:

· நிலையான விட்டம் வளர்ச்சி மின் நுகர்வு 42 kW வரை குறைவாக உள்ளது

· குளிரூட்டும் நீர் நுகர்வு 20 m³/h

· தினசரி படிக வெளியீடு 200 கிலோவுக்கு மேல்

· Continuous Czochralski (CCz) தொழில்நுட்பம் மற்றும் காந்தப்புலத்தின் உதவியுள்ள படிக வளர்ச்சி உள்ளமைவுகளுடன் இணக்கத்தன்மை


படிகத் தரம், உற்பத்தித் திறன் மற்றும் ஒட்டுமொத்த உற்பத்திச் செலவு ஆகியவற்றைத் தீர்மானிப்பதில் வெப்பப் புல வடிவமைப்பு ஒரு முக்கிய காரணியாக மாறியுள்ளது என்பதை இந்த முன்னேற்றங்கள் குறிப்பிடுகின்றன.


2. உலை பரிமாணங்கள்

2.1 ஒளிமின்னழுத்த CZ ஒற்றை கிரிஸ்டல் வளர்ச்சி உலைகள்


CZ படிக வளர்ச்சி உலைகளின் அளவிடுதல் உலை பரிமாணங்களை அதிகரிப்பதை விட அதிகமாக உள்ளது. வெற்றிகரமான பெரிய அளவிலான உலை வடிவமைப்பிற்கு பின்வரும் அளவுருக்களின் ஒருங்கிணைந்த தேர்வுமுறை தேவைப்படுகிறது:

· பிரதான அறை விட்டம்

· துணை அறை உயரம்

· தொண்டை திறப்பு பரிமாணங்கள்

· குரூசிபிள் அளவு

· வெப்ப கவசம் அனுமதி

· ஊட்ட இடைமுகங்கள்

· வெற்றிட மற்றும் வெளியேற்ற பாதைகள்


பெரிய அளவிலான உலை வடிவமைப்பின் பின்னணியில் உள்ள பொதுவான பொறியியல் தர்க்கம் கீழே சுருக்கப்பட்டுள்ளது:

அளவுரு
பொறியியல் முக்கியத்துவம்
வெப்ப புல செயல்திறனில் தாக்கம்
பிரதான அறை விட்டம்
அதிகபட்ச வெப்ப புல விட்டம், காப்பு தடிமன் மற்றும் ஹீட்டர் பரிமாணங்களை தீர்மானிக்கிறது.
பெரிய அறைகள் வெப்ப நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன, இதன் விளைவாக மெதுவான வெப்பநிலை எதிர்வினை ஏற்படுகிறது.
தொண்டை திறக்கும் அளவு
படிக கம்பிகள், வெப்பக் கவசங்கள், வழிகாட்டி சிலிண்டர்கள் மற்றும் மேல் தண்டு கூட்டங்களின் அனுமதிக்கக்கூடிய பரிமாணங்களைத் தீர்மானிக்கிறது.
அதிகப்படியான சிறிய தொண்டை வெப்பப் புலம் மற்றும் ஓட்டம்-வழிகாட்டும் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
துணை அறை உயரம்
படிக நீளம் திறன், குளிர்விக்கும் இடம் மற்றும் படிக பிரித்தெடுத்தல் சுழற்சி நேரத்தை தீர்மானிக்கிறது.
அதிக உயரம் நீண்ட படிக வளர்ச்சி மற்றும் அதிக உற்பத்தி திறனை ஆதரிக்கிறது.
குரூசிபிள் விட்டம்
ஆரம்ப சார்ஜிங் திறன், உருகும் ஆழம் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் கரைப்பு பகுதி ஆகியவற்றை தீர்மானிக்கிறது.
பெரிய சிலுவைகள் உற்பத்தித்திறனை அதிகரிக்கின்றன ஆனால் ஆக்ஸிஜன் கட்டுப்பாட்டை மிகவும் சவாலாக ஆக்குகின்றன.
வெளிப்புற உணவு இடைமுகம்
OCz, CCz அல்லது பல ரீசார்ஜ் செயல்பாடுகளை இயக்குகிறது.
உற்பத்தி சுழற்சிகளை விரிவுபடுத்துகிறது மற்றும் வெளியீட்டை அதிகரிக்கிறது, ஆனால் தூய்மையற்ற குவிப்பு அபாயங்களையும் அதிகரிக்கிறது.

இரண்டு வெவ்வேறு சார்ஜிங் அளவீடுகள் வேறுபடுத்தப்பட வேண்டும்:



ஆரம்ப கட்டண திறன்

இது ஒரு நேரத்தில் க்ரூசிபிளில் ஏற்றப்பட்ட மூலப்பொருளின் அளவைக் குறிக்கிறது மற்றும் நேரடியாக க்ரூசிபிள் அளவு மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. பொதுவில் கிடைக்கும் உபகரண விவரக்குறிப்புகள் பொதுவாக 700 கிலோ முதல் 1300 கிலோ வரையிலான திறன்களைக் குறிக்கின்றன.


உலை பிரச்சாரத்திற்கான மொத்த கட்டண திறன்

முழுமையான உற்பத்தியின் போது பல ரீசார்ஜ் சுழற்சிகள் அல்லது தொடர்ச்சியான உணவு செயல்பாடுகள் இதில் அடங்கும். இதன் விளைவாக, உலை பிரச்சாரத்தின் போது செயலாக்கப்பட்ட மொத்த பொருள் ஆரம்ப கட்டணத்தை விட கணிசமாக அதிகமாக இருக்கும்.

எடுத்துக்காட்டாக, பொது ப்ராஸ்பெக்டஸ் ஆவணங்களில் வெளிப்படுத்தப்பட்ட தொழில்துறை ஒப்பீடுகள் குறிப்பிடுகின்றன:

ஒரு 32-அங்குல வெப்பப் புலம் ஒரு உலை பிரச்சாரத்திற்கு 3000 கிலோ வரையிலான பொருளைச் செயலாக்க முடியும்.

ஒரு 36-அங்குல வெப்பப் புலம் ஒரு உலை பிரச்சாரத்திற்கு 3500 கிலோ வரையிலான பொருட்களை செயலாக்க முடியும்.

இந்த மதிப்புகள் க்ரூசிபிலின் ஒரு முறை ஏற்றும் திறனைக் காட்டிலும் முழு இயக்க சுழற்சியின் போது மொத்த உற்பத்தியைக் குறிக்கின்றன.

2.2 SiC PVT படிக வளர்ச்சி உலைகள்


சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) PVT படிக வளர்ச்சி உலைகளை அளவிடுவது வழக்கமான சிலிக்கான் CZ அமைப்புகளை பெரிதாக்குவதை விட மிகவும் சவாலானது.


Czochralski செயல்முறையைப் போலன்றி, SiC படிகங்கள் உருகிய நிலையில் இருந்து வளர்க்கப்படுவதில்லை. மாறாக, இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) மிக அதிக வெப்பநிலையில் SiC மூலப் பொடியின் பதங்கமாதலை நம்பியுள்ளது. உருவாக்கப்பட்ட நீராவி இனங்கள் ஒரு அச்சு வெப்பநிலை சாய்வு வழியாக கொண்டு செல்லப்பட்டு பின்னர் ஒப்பீட்டளவில் குளிர்ச்சியான SiC விதை படிகத்தின் மீது படிகமாக்கப்படுகின்றன.


150 மிமீ SiC PVT படிக வளர்ச்சியில் ராயல் சொசைட்டி ஆஃப் கெமிஸ்ட்ரி (RSC, 2026) வெளியிட்ட ஒரு ஆய்வு, வெப்ப அமைப்பை ஐந்து முதன்மை கூறுகளைக் கொண்டதாக விவரிக்கிறது:

· வெப்ப காப்பு உணரப்பட்டது

· கிராஃபைட் க்ரூசிபிள்

· SiC விதை படிகம்

· SiC மூலப்பொருள்

· எதிர்ப்பு ஹீட்டர்


படிக வளர்ச்சியின் போது, ​​மூலத் தூள் அதிக வெப்பநிலையின் கீழ் பதங்கமடைகிறது, நீராவி-கட்ட இனங்களை உருவாக்குகிறது, அவை வெப்பநிலை சாய்வின் கீழ் மேல்நோக்கி நகர்ந்து ஒரு படிகத்தை உருவாக்குவதற்கு முன் குறைந்த வெப்பநிலை விதை படிகத்தை உருவாக்குகின்றன.


இதன் விளைவாக, SiC PVT உலையின் அளவை அதிகரிப்பது வெறுமனே அதிக வெப்பநிலையை அடைவதற்கான ஒரு விஷயமல்ல. முதன்மை பொறியியல் சவால்கள் பின்வருமாறு:





அ. போதுமான அச்சு வெப்பநிலை சாய்வை பராமரித்தல்பதங்கமாதல்-போக்குவரத்து-படிகமயமாக்கல் செயல்முறையை தொடர்ந்து இயக்க.





பி. ரேடியல் வெப்பநிலை சாய்வுகளைக் குறைத்தல்வெப்ப அழுத்தத்தை குறைக்க, படிக விரிசலை தடுக்க, மற்றும் பாலிடைப் மாற்றத்தை ஒடுக்க.





c. வெப்ப புல நிலைத்தன்மையைப் பாதுகாத்தல்மூல தூள் படிப்படியாக நுகரப்படும் போது வளர்ச்சி செயல்முறை முழுவதும்.





ஈ. கட்டுப்படுத்தக்கூடிய படிக வளர்ச்சி இடைமுகத்தை பராமரித்தல்8-இன்ச் மற்றும் எதிர்கால 12-இன்ச் SiC வேஃபர் உற்பத்திக்கு மாறும்போது.






சிலிக்கான் படிக வளர்ச்சியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​SiC PVT அமைப்புகளில் உள்ள வெப்பப் புலமானது குறிப்பிடத்தக்க அளவு அதிக வெப்பநிலை நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் மிகவும் துல்லியமான வெப்பக் கட்டுப்பாட்டை வழங்க வேண்டும், இது பெரிய விட்டம் கொண்ட SiC படிக உற்பத்திக்கான மிக முக்கியமான தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாக வெப்ப புல வடிவமைப்பை உருவாக்குகிறது.



3. உபகரண வடிவமைப்பு மற்றும் வெப்பக் கள செயல்திறன் ஆகியவற்றுக்கு இடையே முக்கியமான இணைப்பு



உலை கட்டமைப்பு, வெப்பப் புல வடிவமைப்பு, படிகத் தரம் மற்றும் உற்பத்திச் செலவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பு பின்வருமாறு சுருக்கமாகக் கூறலாம்:


உபகரணங்கள் / செயல்முறை மாறி
வெப்ப புல பதில்
கிரிஸ்டல் தரமான பதில்
செலவு பாதிப்பு
பெரிய உலை அளவு
அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் நீண்ட வாயு ஓட்ட பாதைகள்
ரேடியல் வெப்பநிலை சீரான தன்மையை பராமரிப்பது மிகவும் கடினம்
அதிக உற்பத்தி திறன் ஆனால் கமிஷன் செலவுகள் அதிகரித்தது
பெரிய வெப்பப் புலம்
குறைக்கப்பட்ட வெப்ப இழப்புடன் மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்ப காப்பு
மிகவும் சவாலான ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கார்பன் தூய்மையற்ற கட்டுப்பாடு
ஒரு வேஃபருக்கு குறைந்த தேய்மான செலவு ஆனால் அதிக வெப்ப புல கூறு செலவு
பெரிய குரூசிபிள்
க்ரூசிபிள் சுவர்களில் இருந்து உருகும் அளவு மற்றும் அதிக ஆக்ஸிஜன் கரைதல்
ஆக்ஸிஜன் செறிவு ஏற்ற இறக்கம் மற்றும் எதிர்ப்பின் மாறுபாட்டின் அதிக அபாயங்கள்
அதிக சார்ஜிங் திறன் மற்றும் ஒரு கிலோவிற்கு உற்பத்தி செலவு குறைகிறது
ஆழமான வெப்ப கவசம் நிலை
மேம்படுத்தப்பட்ட படிக குளிர்ச்சி மற்றும் அதிகரித்த அச்சு வெப்பநிலை சாய்வு (ஜி)
அதிக இழுக்கும் வேக சாத்தியம் ஆனால் அதிகரித்த இடைமுக உறுதியற்ற ஆபத்து
படிக முறிவின் கடுமையான கட்டுப்பாடு தேவைப்படும் போது மேம்படுத்தப்பட்ட உற்பத்தித்திறன்
ஆர்கான் ஓட்ட விகிதம் அதிகரித்தது
வலுவான தூய்மையற்ற நீக்கம் மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்பச்சலன வெப்ப பரிமாற்றம்
குறைந்த ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கார்பன் செறிவுகள் ஆனால் அதிக வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்கள்
அதிகரித்த ஆர்கான் நுகர்வு மற்றும் அதிக வெற்றிட உந்தி தேவைகள்
குறைக்கப்பட்ட உலை அழுத்தம்
மேம்படுத்தப்பட்ட ஆவியாதல் மற்றும் ஆவியாகும் இனங்கள் நீக்கம்
மாற்றியமைக்கப்பட்ட படிவு மற்றும் பின்-பரவல் வழிமுறைகள்
வெளியேற்ற அமைப்பு செயல்திறன் மற்றும் சீல் நம்பகத்தன்மைக்கு அதிக தேவைகள்
அதிக இழுத்தல் வேகம்
வலுவான குளிரூட்டும் திறன் தேவைப்படும் மறைந்திருக்கும் வெப்ப வெளியீடு அதிகரித்தது
அதிக V/G மாறுபாடு மற்றும் அதிக இடப்பெயர்வு ஆபத்து
உற்பத்தி விளைச்சலில் சாத்தியமான குறைப்புடன் கூடிய அதிக செயல்திறன்
பல மண்டல ஹீட்டர் கட்டுப்பாடு
மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்பநிலை புலம் கட்டுப்பாடு
படிக இடைமுக வடிவம் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் போக்குவரத்தின் சிறந்த தேர்வுமுறை
அதிகரித்த உபகரணங்களின் சிக்கலான தன்மை மற்றும் கமிஷன் செலவு
காந்தப்புலம் / CCz தொழில்நுட்பம்
மேலும் நிலையான உருகும் வெப்பச்சலனம் மற்றும் தொடர்ச்சியான உணவு
மேம்படுத்தப்பட்ட குறைந்த ஆக்ஸிஜன் கட்டுப்பாடு மற்றும் எதிர்ப்பின் சீரான தன்மை
மேம்பட்ட N-வகை சிலிக்கான் உற்பத்தியை செயல்படுத்தும் போது அதிக மூலதன முதலீடு
பல மண்டல SiC வெப்ப புலம்
அச்சு உந்து சக்தி மற்றும் ரேடியல் வெப்பநிலை சீரானதன்மையின் சுயாதீன தேர்வுமுறை
குறைக்கப்பட்ட பாலிடைப் மாற்றம், இடப்பெயர்வு அடர்த்தி மற்றும் படிக விரிசல்
அதிகரித்த கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு சிக்கலுடன் அதிக படிக விளைச்சல்



 





படிக வளர்ச்சி உபகரணங்களின் தொடர்ச்சியான பரிணாமம், வெப்பப் புலம் வெறும் செயலற்ற கட்டமைப்புக் கூட்டமாக இல்லை என்பதை நிரூபிக்கிறது. மாறாக, இது வெப்பப் பரிமாற்றம், திரவ இயக்கவியல், வெகுஜன போக்குவரத்து, தூய்மையற்ற விநியோகம் மற்றும் படிகத் தரம் ஆகியவற்றை ஒரே நேரத்தில் நிர்வகிக்கும் ஒரு ஒருங்கிணைந்த செயல்முறை-கட்டுப்பாட்டு அமைப்பாக மாறியுள்ளது.

செதில் விட்டம் தொடர்ந்து அதிகரித்து, குறைக்கடத்தி பொருட்கள் மிகவும் மேம்பட்டதாக இருப்பதால், எதிர்கால வெப்ப புல அமைப்புகள் டிஜிட்டல் உருவகப்படுத்துதல், பல இயற்பியல் தேர்வுமுறை, அறிவார்ந்த வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட கார்பன்-கிராஃபைட் கூறு வடிவமைப்பு ஆகியவற்றை அதிக உற்பத்தித்திறன், குறைந்த குறைபாடு அடர்த்தி மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட உற்பத்தி திறன் ஆகியவற்றைச் சார்ந்திருக்கும்.




Semicorex உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒரு விரிவான போர்ட்ஃபோலியோவை வழங்குகிறதுகிராஃபைட்மற்றும்குவார்ட்ஸ்சிலிக்கான் மற்றும் SiC படிக வளர்ச்சி பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் மேம்பட்ட வெப்ப புல அமைப்புகளுக்கான கூறுகள். எங்கள் தயாரிப்புகள் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை, நீட்டிக்கப்பட்ட சேவை வாழ்க்கை மற்றும் விதிவிலக்கான செயல்முறை நிலைத்தன்மையை வழங்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. தனிப்பயனாக்கப்பட்ட தீர்வுகள் அல்லது கூடுதல் தொழில்நுட்பத் தகவல்களுக்கு, எங்கள் பொறியியல் குழுவைத் தொடர்புகொள்ளவும்.




தொலைபேசி: +86-13567891907

மின்னஞ்சல்: sales@semicorex.com




விசாரணையை அனுப்பு

X
உங்களுக்கு சிறந்த உலாவல் அனுபவத்தை வழங்கவும், தள போக்குவரத்தை பகுப்பாய்வு செய்யவும் மற்றும் உள்ளடக்கத்தைத் தனிப்பயனாக்கவும் நாங்கள் குக்கீகளைப் பயன்படுத்துகிறோம். இந்தத் தளத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், எங்கள் குக்கீகளைப் பயன்படுத்துவதை ஒப்புக்கொள்கிறீர்கள். தனியுரிமைக் கொள்கை