Barco de vidrio de sílice fundida de cuarzo transparente personalizado para energía solar

Introducción al barco de cuarzo

Un barco de cuarzo, conocido específicamente en la industria semiconductora como barco para obleas o barco de proceso, es un componente de alta precisión fabricado con cuarzo fundido de alta pureza. Está diseñado para sostener y transportar obleas de silicio durante diversos procesos de fabricación a alta temperatura.

Su función principal es actuar como portador o bastidor, asegurando que múltiples obleas se mantengan firmemente en una posición vertical y espaciadas con precisión mientras se procesan dentro de hornos y cámaras de reacción.

Características clave

1). Resistencia excepcional a altas temperaturas:
El cuarzo fundido puede soportar temperaturas superiores a 1100°C sin ablandarse o deformarse, lo cual es esencial para procesos como la difusión y la oxidación.

2). Pureza ultraalta:
Está fabricado con cuarzo sintético de alta pureza, que prácticamente carece de impurezas metálicas. Esto evita la contaminación de las obleas de silicio sensibles, lo cual es fundamental para lograr altos rendimientos y un buen rendimiento del producto.

3). Estabilidad térmica superior:
El cuarzo tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo, lo que significa que puede soportar ciclos rápidos de calentamiento y enfriamiento (choque térmico) sin agrietarse.

4). Excelente inertidad química:
Presenta una alta resistencia a la corrosión causada por la mayoría de los ácidos, halógenos y otros gases agresivos utilizados en la fabricación de semiconductores.

5). Ingeniería de precisión:
La barquilla dispone de ranuras o muescas cuidadosamente diseñadas que sujetan las obleas firmemente sin provocar tensiones ni generación de partículas, y garantizan una exposición uniforme a los gases y al calor del proceso.

6) Alta resistencia mecánica y estabilidad
Mantiene la integridad estructural y la estabilidad dimensional bajo cargas elevadas a altas temperaturas, evitando el pandeo de las obleas.
El barco de cuarzo es esencial para la fabricación de semiconductores debido a su excepcional resistencia a altas temperaturas y pureza ultrapura, que evita la contaminación. Su superior resistencia al choque térmico y su excelente inertidad química le permiten funcionar de manera confiable en entornos de proceso severos. Además, su ingeniería de precisión garantiza que las obleas se procesen de forma uniforme y sin daños.

Ventajas del barco de cuarzo

1) Alta resistencia a la temperatura:
La temperatura de reblandecimiento del vidrio de cuarzo es de aproximadamente 1730 °C, pudiéndose utilizar durante largos periodos a 1200 °C. La temperatura de uso breve puede alcanzar los 1450 °C.

2) Buena estabilidad térmica: El coeficiente de expansión térmica del vidrio de cuarzo es pequeño, por lo que soporta cambios bruscos de temperatura; el vidrio de cuarzo calentado a unos 1200 °C no se rompe al sumergirlo en agua a temperatura ambiente.

3) Resistencia a la corrosión: Excepto el ácido fluorhídrico, el vidrio de cuarzo casi no reacciona químicamente con otros ácidos, y su resistencia a los ácidos es 30 veces mayor que la de la cerámica y 150 veces mayor que la del acero inoxidable.

4) Aislamiento elevado: El valor de resistencia del vidrio de cuarzo equivale a 10.000 veces el del vidrio común, lo que lo convierte en un material de aislamiento eléctrico muy eficaz, con buen rendimiento dieléctrico a temperatura ambiente.

5) Buena transmitancia luminosa: En todo el espectro desde longitudes de onda ultravioleta hasta infrarroja tiene buena transmisión de luz, con una tasa de transmisión de luz visible del 93 % o más en la región ultravioleta, y una tasa de transmisión del 80 % o más.

Aplicaciones comunes

Portador de obleas para procesos a alta temperatura: Su función principal es sostener y transportar obleas de silicio en hornos y cámaras de reacción.
Esencial para el dopado y la difusión: Permite la introducción de impurezas en las obleas de silicio para crear transistores y circuitos.
Esencial para la oxidación térmica: Se utiliza para crecer capas aislantes de óxido en obleas.
Soporte en la deposición de películas delgadas (CVD): Sujeta las obleas durante los procesos de recubrimiento.
Base en la producción de celdas solares: Se utiliza para fabricar la unión p-n en celdas fotovoltaicas.

En esencia, dondequiera que se requiera un procesamiento ultra limpio y a alta temperatura de obleas de silicio u otros sustratos similares, la embarcación de cuarzo es una herramienta indispensable.
1). Fabricación de semiconductores (aplicación principal)
Oxidación térmica: Se utiliza para transportar obleas de silicio en hornos de alta temperatura con el fin de crecer una capa delgada y uniforme de dióxido de silicio (SiO₂) sobre la superficie de la oblea.
Difusión: Empleada en procesos de dopado donde las obleas se exponen a gases dopantes a altas temperaturas para modificar las propiedades eléctricas del silicio.
Depósito químico de vapor (CVD): Sirve como soporte para las obleas durante los procesos de deposición de películas delgadas de diversos materiales.
Recocido: Se utiliza en hornos para recocer obleas (calentar y enfriar lentamente) con el fin de reparar daños en el cristal o activar dopantes.

2). Industria fotovoltaica (PV)
Se utiliza en el proceso de difusión para crear la unión p-n, que es el corazón fundamental de una celda solar.
También se emplea en otros pasos de procesamiento a alta temperatura para obleas solares de silicio.

3). Fabricación de LED y MEMS
Esencial para los pasos de procesamiento a alta temperatura involucrados en la fabricación de Diodos Emisores de Luz (LED) y Sistemas Micro-Electro-Mecánicos (MEMS).
Los tubos de ensayo de cuarzo son componentes industriales y de laboratorio de alto rendimiento indispensables, fabricados con sílice fundida de alta pureza, que normalmente presentan un contenido de sílice del 99,9 % o superior, llegando algunas variantes premium hasta el 99,99 % de pureza en SiO₂. El proceso de fabricación consiste en fundir cristales naturales de cuarzo a una temperatura ultraelevada de aproximadamente 2000 °C, seguido de técnicas de procesamiento de precisión como estirado y moldeado para garantizar un espesor uniforme de las paredes y una integridad estructural. Estos tubos destacan frente al vidrio común y a las alternativas de borosilicato debido a su combinación excepcional de propiedades térmicas, químicas, ópticas y mecánicas, lo que los hace insustituibles en numerosos escenarios de alta exigencia.

  
Parámetros técnicos