熱場断熱材

単結晶シリコンの成長プロセスは主に熱場内で発生し、熱環境の質が結晶の品質と成長効率に大きな影響を与えます。熱場の設計は、炉室内の温度勾配とガスの流れのダイナミクスを形成する上で極めて重要な役割を果たします。さらに、熱場の構築に使用される材料は、その寿命と性能に直接影響します。

熱場設計の意義

適切に設計された熱場により、半導体溶融および結晶成長に適切な温度分布が確保され、高品質の単結晶シリコンの生産が容易になります。逆に、熱場が不適切に設計されていると、結晶が品質要件を満たさなかったり、場合によっては完全な単結晶の成長が妨げられたりすることがあります。

熱場材料の選択

熱場材料とは、結晶成長炉チャンバー内の構造コンポーネントおよび断熱コンポーネントを指します。一般的に使われている断熱材としては、カーボンフェルト細い繊維で構成されており、熱放射を効果的に遮断し、断熱効果を発揮します。カーボンフェルト通常、薄いシート状の材料に織り込まれ、その後、必要な形状に切断され、合理的な半径に適合するように湾曲されます。

もう 1 つの一般的な断熱材は硬化フェルトです。これは同様の繊維で構成されていますが、分散した繊維をより堅牢な構造化された形状に固めるために炭素含有バインダーを利用しています。バインダーの代わりにカーボンの化学蒸着を採用することにより、材料の機械的特性をさらに高めることができます。

熱場コンポーネントの最適化

通常、絶縁硬化フェルトはグラファイトまたはグラファイトの連続層でコーティングされます。ホイル侵食、摩耗、粒子汚染を軽減するために、外側表面にコーティングが施されています。カーボンフォームなど、他のタイプのカーボンベースの断熱材も存在します。一般に、黒鉛化材料は表面積が大幅に減少するため、ガス放出が減少し、炉内で適切な真空レベルを達成するのに必要な時間が短縮されるため、好まれます。別の代替案は、C/Cコンポジット軽量、高い損傷耐性、強度で知られる素材。グラファイトコンポーネントを次のものに置き換えます。C/Cコンポジット熱分野では、黒鉛部品の交換頻度が大幅に減少し、それによって単結晶の品質と生産の安定性が向上します。