סירת זכוכית קווורץ שקופה לפי הזמנה לאנרגיה סולארית

מבוא לסירת הקוורץ

סירת קוורץ, הידועה גם במפורש בתעשיית הסמיקונדקטור בשם סירת וויפר או סירת תהליך, היא רכיב בעל דיוק גבוה העשוי מקוורץ שטוף בעיוריות גבוהה. היא מעוצבת כדי להחזיק ולתפעל וויפרים מסיליקון במהלך תהליכי ייצור שונים בטמפרטורות גבוהות.

התפקיד העיקרי שלו הוא לשמש כנושא או מדף, להבטיח ששכבות רבות של וויפרים יוחזקו בצורה בטוחה בפוזיציה אנכית מרוחקת באופן מדויק בזמן שהם עוברים עיבוד בתוך תנורים ותאי תגובה.

מאפיינים מרכזיים

1). עמידות יוצאת דופן בטמפרטורות גבוהות:
קוורץ מחוזק יכול לעמוד בטמפרטורות שמעל 1100° צלזיוס ללא ריכוך או עיוות, מה שضروري בתהליכים כמו דיפוזיה ואקסידציה.

2). טהרה על-גבוהה:
הוא מיוצר מקוורץ סינתטי עשיר מאוד, שנקי כמעט לחלוטין מזיהומים מתכתיים. זה מונע זיהום של לוחות הסיליקון הרגישים, מה שקריטי להשגת תשומות ייצור גבוהות וביצועים מיטביים.

3). יציבות תרמית מעולה:
לקוורץ מקדם ניפוח תרמי נמוך מאוד, כלומר הוא יכול לסבול מחזורי חימום וקירור מהירים ( sock תרמי) מבלי לשבור.

4). אינרטיות כימית מצוינת:
הוא עמיד מאוד בפני קורוזיה מהרבות החומצות, הלוגנים ושאר הגזים הקשוחים המשמשים בייצור מוליכים למחצה.

5). הנדסת דיוק:
הסירה מצוידת חריצים או פחים מעוצבים בקפידה שמוחזקים את הלוחות בצורה בטוחה, ללא ייצור מאמצים או חלקיקים, ומבטיחים חשיפה אחידה לגazy תהליך ולחום.

6) עמידות מכנית גבוהה ויציבות
משמר את שלמות המבנה והיציבות הממדית תחת עומס כבד בטמפרטורות גבוהות, ומונע עיוות של וויפר.
הסירה הקוורצית היא חיונית בייצור חצי מוליכים בזכות התנגדות גבוהה יוצאת דופן לטמפרטורות גבוהות ונקיון אולטרא-גבוה, שמניעים זיהום. עמידות גבוהה בפני הלם תרמי וכימית מאפשרת לה לפעול בצורה אמינה בסביבות תהליך קשות. יתר על כן, ההנדסה המדויקת שלה מבטיחה שהוויפרים יעובדו באופן אחיד ובלי נזק.

יתרונות הסירה הקוורצית

1) עמידות בטמפרטורה גבוהה:
נקודת ריכוך של זכוכית קוורץ היא בערך 1730℃, והיא ניתנת לשימוש לטווח ארוך ב-1200℃. טמפרטורת שימוש קצרה יכולה להגיע עד 1450℃.

2) יציבות תרמית טובה: מקדם ההתפשטות התרמית של זכוכית קוורץ הוא קטן, ולכן היא עמידה בשינויים דרמטיים של טמפרטורה; זכוכית קוורץ שמחוממת לבערך 1200℃ לא תתפוצץ אם תוטבל במים בטמפרטורת החדר.

3) עמידות בפני שפיכה: למעט חומצת פלואוריד, זכוכית קוורץ כמעט ולא מגיבה כימית עם חומצות אחרות, ועמידותה לחומצה היא פי 30 מkeramika ופי 150 מפלדת אל-חלד.

4) בידוד חזק: ערך ההתנגדות של זכוכית קוורץ שווה ל-10,000 פעמים זה של זכוכית רגילה, מה שהופך אותה לחומר בידוד חשמלי מעולה, ויש לה בידוד טוב בטמפרטורת החדר.

5) העברה טובה של אור: בכל הספקטרום מאולטרה סגול עד אינפרא אדום ישנה העברה טובה של אור, שיעור העברת האור הנראה הוא 93% או יותר באיזור הספקטרום של קרינת UV, וההעברה היא 80 או יותר.

יישומים נפוצים

운וֹהֵן וויפר לתהליכי טמפרטורה גבוהה: הפונקציה העיקרית היא להחזיק ולשאת וויפרי סיליקון בתוך תנורים ותאי תגובה.
חשוב לדיוקן ול퍼יסה: מאפשר הכנסת תערובות לדיסקות סיליקון כדי ליצור טרנזיסטורים ומעגלים.
חיוני לאكسידציה תרמית: משמש לגידול שכבת אוקסיד מבודדת על וויפרים.
תומך בהדקת שכבת דקיקה (CVD): מחזיק את הוויפרים במהלך תהליכי ציפוי.
בסיס בייצור תאים סולריים: משמש לייצור הצומת p-n בתאים פוטוולטאיים.

במהות, בכל מקום שבו נדרשת עיבודית של וויפרים סיליקוניים או חומרים דומים בטמפרטורות גבוהות ובתנאי ניקיון אולטרא, סירת קוורץ היא כלי חיוני.
1). ייצור מוליכים למחצה (יישום מרכזי)
אקסידציה תרמית: משמש להובלת וויפרים סיליקוניים בתוך תנורים בעלי טמפרטורה גבוהה כדי לגדל שכבת סיליקון דו-חמצני (SiO₂) דקה ואחידה על פני השטח של הוויפר.
דיפוזיה: בשימוש בתהליכי סיגום, כאשר וויפרים מתבקעים בגזים מסיגמים בטמפרטורות גבוהות כדי לשנות את התכונות החשמליות של הסיליקון.
הפרשה כימית ממצב גזי (CVD): משמש כמחזיק לוויפרים במהלך תהליכים שבהם משקעים שכבות דקות של חומרים שונים.
החלקה: בשימוש באפיים להחלקת וויפרים (חימום וקירור איטי) כדי לתקן נזקי גבישים או להפעיל דופנטים.

2). תעשיית פוטוולטהיקה (PV)
משמש בתהליך הדיפוזיה ליצירת צומת p-n, שהוא הליבה הבסיסית של תאי שמש.
משמש גם בצעדים אחרים של עיבוד בטמפרטורה גבוהה לוואיפרי סיליקון לתאי שמש.

3). ייצור דיודות פולטות אור (LED) ו-MEMS
חיוני לשלבי העיבוד בטמפרטורה גבוהה הנכללים בייצור דיודות פולטות אור (LED) ומערכות מיקרו-אלקטרו-מכניות (MEMS).
צינורות בדיקה מקוורץ הם רכיבים indispensable בעלי ביצועים גבוה המשמשים במעבדות ובתעשייה, ועשויים מסיליקה מחוממת בעלת ניקיון גבוה, שמכילה בדרך כלל 99.9% או יותר של סיליקה, כאשר דגמים איכותיים עולים על 99.99% טהרה של SiO₂. תהליך הייצור כולל התכה של גבישים טבעיים של קוורץ בטמפרטורה גבוהה במיוחד של כ-2000° צלזיוס, ולאחר מכן עיבוד מדויק כגון מתיחה ועיצוב כדי להבטיח עובי קיר אחיד ואינטגריטי מבנית. הצינורות הללו מובחנים מצינורות זכוכית רגילים או מברזיליקט בכך שמשלבים תכונות יוצאות דופן של עמידות חום, כימית, אופטית ומيكנית, מה שעושה אותם בלתי ניתן להחלפה במגוון מצבים הדורשים ביצועים גבוהים.

  
פרמטרים טכניים