Прозрачна фузирания кварцова стъклена лодка по поръчка за слънчева енергия

Въведение в кварцовия челн

Кварцов челн, известен по-специално в полупроводниковата индустрия като касета за пластинки или процесен челн, е високоточен компонент, изработен от високочист фузирания кварц. Той е предназначен да държи и транспортира силициеви пластинки по време на различни производствени процеси при висока температура.

Основната му функция е да служи като носител или рафт, осигурявайки сигурно държане на множество пластинки в точно разположена вертикална позиция, докато се обработват в пещи и реакционни камери.

Ключови характеристики

1). Изключителна устойчивост на висока температура:
Фузираният кварц може да издържа температури над 1100°C без омекване или деформиране, което е от съществено значение за процеси като дифузия и оксидация.

2). Ултра висока чистота:
Изработен е от синтетичен кварц с висока чистота, който практически не съдържа метални примеси. Това предотвратява замърсяването на чувствителните силиконови пластинки, което е от решаващо значение за постигане на висок добив и производителност.

3). Изключителна топлинна стабилност:
Кварцът има много нисък коефициент на топлинно разширение, което означава, че може да издържи бързи цикли на нагряване и охлаждане (термичен удар), без да се напука.

4). Отлична химическа инертност:
Той притежава висока устойчивост към корозия от повечето киселини, халогени и други агресивни процесни газове, използвани при производството на полупроводници.

5). Прецизно инженерство:
Лодката има внимателно проектирани жлебове или процепи, които задържат пластинките здраво, без да причиняват напрежение или генериране на частици, и осигуряват равномерно излагане на процесни газове и топлина.

6) Висока механична якост и стабилност
Запазва структурната цялост и размерната стабилност при тежки натоварвания при високи температури, предотвратявайки деформация на пластинките.
Кварцовата лодка е от съществено значение за производството на полупроводници поради изключителната си устойчивост на високи температури и ултрависока чистота, които предотвратяват замърсяване. Нейната превъзходна устойчивост на топлинен удар и отличната химическа инертност позволяват надеждна работа в сурови производствени условия. Освен това прецизното ѝ инженерство гарантира равномерна обработка на пластинките без повреди.

Предимства на кварцовата лодка

1) Висока устойчивост на температура:
Температурата на омекване на кварцовото стъкло е около 1730℃ и може да се използва продължително време при 1200℃. Краткосрочната работна температура може да достигне 1450℃.

2) Добра топлинна стабилност: Коефициентът на топлинно разширение на кварцовото стъкло е малък, което означава, че може да издържи рязки промени на температурата; ако се загрее до около 1200 ℃ и след това се потопи във вода със стайна температура, няма да се спука.

3) Устойчивост на корозия: С изключение на флуороводородната киселина, кварцовото стъкло почти не встъпва в химични реакции с други киселини, а устойчивостта му към киселини е 30 пъти по-голяма от тази на керамиката и 150 пъти по-голяма от тази на неръждаемата стомана.

4) Добра изолация: Съпротивлението на кварцовото стъкло е еквивалентно на 10 000 пъти това на обикновеното стъкло, което го прави много добър материал за електрическа изолация и притежава добра изолационна способност при стайна температура.

5) Добра светлинна прозрачност: Има добра пропускливост на светлината в целия спектър от ултравиолетови до инфрачервени дължини на вълните, коефициентът на пропускане на видимата светлина е 93% или повече в ултравиолетовата област, а в инфрачервената — 80% или повече.

Общи приложения

Носител за пластинки при процеси при висока температура: Основната функция е да задържа и транспортира силициеви пластинки в пещи и реакционни камери.
От съществено значение за легиране и дифузия: Позволява въвеждането на примеси в силициевите пластинки за създаване на транзистори и електронни схеми.
От съществено значение за термично оксидиране: Използва се за получаване на изолационни оксидни слоеве върху пластинки.
Поддържане при нанасяне на тънки филми (CVD): Държи пластинките по време на процесите за покритие.
Основа при производството на слънчеви клетки: Използва се за производство на p-n преходи във фотогалванични клетки.

По същество, където и да е необходимо ултрачисто обработване при висока температура на силициеви пластинки или подобни субстрати, кварцовата лодка е незаменим инструмент.
1). Производство на полупроводници (основно приложение)
Термично оксидиране: Използва се за пренасяне на силициеви пластинки в пещи с висока температура, за да се получи тънък, равномерен слой силициев диоксид (SiO₂) на повърхността на пластинката.
Дифузия: Използва се при легирания процес, при който пластинките се излагат на легирани газове при висока температура, за да се променят електрическите свойства на силиция.
Химическо отлагане на пари (CVD): Служи като държач за пластинки по време на процеси за нанасяне на тънки филми от различни материали.
Отжигане: Използва се в пещи за отжигане на пластинки (нагряване и бавно охлаждане), за да се поправят кристални повреди или да се активират легирани примеси.

2). Фотоелектрическа (PV) индустрия
Използва се при процеса на дифузия за създаване на p-n преход, който е основното ядро на слънчевата клетка.
Прилага се и при други процеси с висока температура за обработка на силициеви слънчеви пластинки.

3). Производство на LED и MEMS
Незаменимо за високотемпературните процеси при производството на светлинни диоди (LED) и микроелектромеханични системи (MEMS).
Кварцовите епруветки са незаменими високоефективни лабораторни и промишлени компоненти, изработени от високочисто фузирани силиции, като обикновено съдържат 99,9% или повече силиций, а най-висококачествените варианти достигат чистота от 99,99% SiO₂. Процесът на производство включва стопяване на естествени кварцови кристали при изключително висока температура от около 2000°C, последван от прецизни технологични методи като разтягане и формоване, за да се осигури равномерна дебелина на стените и структурна цялостност. Тези тръби се отличават от обикновеното стъкло и боросиликатните алтернативи поради изключителната си комбинация от топлинни, химически, оптични и механични свойства, които ги правят незаменими в много изискващи приложения.

  
Технически параметри