Solenergi Brugerdefineret transparent smeltet kiseldioxid-kvartsglasbåd

Introduktion til kvartholderen

En kvartholder, også kendt specifikt i halvlederindustrien som en waferholder eller procesholder, er en højpræcisionskomponent fremstillet af højpuret smeltet kvarts. Den er designet til at holde og transportere siliciumwafer gennem forskellige højtemperatur-produktionsprocesser.

Dens primære funktion er at fungere som bærer eller rack, der sikrer, at flere wafere holdes sikkert med nøjagtig indbyrdes afstand i lodret position, mens de behandles inde i ovne og reaktionskamre.

Hovedegenskaber

1). Ekseptionel højtemperaturbestandighed:
Smeltet kvarts kan tåle temperaturer over 1100°C uden at blødgøre eller deformere, hvilket er afgørende for processer såsom diffusion og oxidation.

2). Ultrahøj renhed:
Den er fremstillet af højrenheds syntetisk kvarts, som næsten er fri for metalliske urenheder. Dette forhindrer forurening af de følsomme siliciumskiver, hvilket er afgørende for at opnå høj produktudbytte og ydeevne.

3). Overlegen termisk stabilitet:
Kvarts har en meget lav varmeudvidelseskoefficient, hvilket betyder, at det kan tåle hurtige opvarmnings- og afkølingscyklusser (termisk chok) uden at revne.

4). Fremragende kemisk inaktivitet:
Den er meget modstandsdygtig over for korrosion fra de fleste syrer, halogener og andre aggressive procesgasser, der anvendes i halvlederfremstilling.

5). Præcisionskonstruktion:
Båden har omhyggeligt designede furer eller spalter, som holder skiverne sikkert fast uden at forårsage spændinger eller partikeldannelse, og som sikrer ensartet udsættelse for procesgasser og varme.

6) Høj mekanisk styrke og stabilitet
Bevarer strukturel integritet og dimensionsstabilitet under tung belastning ved høje temperaturer, hvilket forhindrer skivebøjning.
Kvartsbåden er afgørende for halvlederproduktion på grund af dens ekseptionelle modstandsdygtighed over for høje temperaturer og ultra-høj renhed, hvilket forhindrer forurening. Dens fremragende modstandsdygtighed over for termisk chok og udmærkede kemiske inertegenskaber gør, at den kan fungere pålideligt i krævende procesmiljøer. Desuden sikrer dens præcisionskonstruktion, at wafere behandles ensartet og uden skader.

Fordele ved kvartsbåden

1) Høj temperaturmodstand:
Ophvarmepunktet for kvartsglas er ca. 1730 ℃, og det kan anvendes ved 1200 ℃ i længere tid. Kortvarig brugstemperatur kan nå op til 1450 ℃.

2) God termisk stabilitet: Kvartsglas har en lav varmeudvidelseskoefficient og kan derfor tåle pludselige temperaturændringer. Kvartsglas opvarmet til ca. 1200 ℃ sprænger ikke, når det nedsænkes i vand med stuetemperatur.

3) Korrosionsbestandighed: Bortset fra flussyre reagerer kvartsglas næsten ikke kemisk med andre syrer, og dets syrebstand er 30 gange højere end keramik og 150 gange højere end rustfrit stål.

4) Stærk isolation: Modstandsværdien for kvartsglas svarer til 10.000 gange mere end almindeligt glas, hvilket gør det til et meget godt elektrisk isoleringsmateriale med god isolationsydelse ved stuetemperatur.

5) God lysgennemsigtighed: I hele spektret fra ultraviolet til infrarødt har det god lysgennemtrængelighed, hvor gennemsigtigheden for synligt lys er 93 % eller mere i det ultraviolette område, og gennemsigtigheden er 80 eller mere.

Fælles anvendelser

Wafersupport til højtemperatursprocesser: Den primære funktion er at holde og transportere siliciumwafere i ovne og reaktionskammer.
Afgørende for doping og diffusion: Muliggør indførelsen af urenheder i siliciumwafere for at skabe transistorer og kredsløb.
Vigtig for termisk oxidation: Bruges til at dække wafere med isolerende oxidlag.
Understøttelse ved aflejring af tynde filmlag (CVD): Holder wafere under belægningsprocesser.
Grundlag for fremstilling af solceller: Bruges til produktion af p-n-overgangen i fotovoltaiske celler.

Kort sagt, hvor der kræves ekstremt rengøring og behandling ved høj temperatur af siliciumwafere eller lignende materialer, er kvartsbåden et uundværligt værktøj.
1). Produktion af halvledere (kerneanvendelse)
Termisk oxidation: Bruges til at transportere siliciumwafere i ovne med høj temperatur for at danne et tyndt, ensartet lag af siliciumdioxid (SiO₂) på overfladen af waferen.
Diffusion: Anvendes ved dopingprocesser, hvor wafere udsættes for dopantgasser ved høj temperatur for at ændre siliciets elektriske egenskaber.
Kemisk dampaflejring (CVD): Fungerer som holder for wafere under processer, hvor tynde lag af forskellige materialer aflejres.
Glanngødning: Bruges i ovne til at gløde wafere (opvarme og langsomt afkøle) for at reparere krystalskader eller aktivere dopemidler.

2). Fotovoltaisk (PV) industri
Bruges i diffusionsprocessen til at skabe p-n-overgangen, som er hjertet i en solcelle.
Anvendes også i andre højtemperaturprocesser for silicium solwafere.

3). Fremstilling af LED'er og MEMS
Nødvendig for de højtemperaturprocesser, der indgår i produktionen af lysdioder (LED'er) og mikroelektromekaniske systemer (MEMS).
Kvarts reagensglas er uundværlige højtydende laboratorie- og industrikomponenter fremstillet af højpure smeltet kiselsyre, typisk med et kiselsyredække på 99,9 % eller derover, hvor de mest præmiebeløb når op til 99,99 % SiO₂-renhed. Fremstillingsprocessen indebærer smeltning af naturlige kvartskrystaller ved en ekstremt høj temperatur omkring 2000 °C, efterfulgt af præcisionsbearbejdningsteknikker såsom strækning og formning for at sikre ensartet vægtykkelse og strukturel integritet. Disse rør adskiller sig fra almindeligt glas og borosilicatglas på grund af deres ekstraordinære kombination af termiske, kemiske, optiske og mekaniske egenskaber, hvilket gør dem uefterladelige i mange krævende anvendelser.

  
Tekniske parametre