Saulės energijai pritaikytas pagal užsakymą pagamintas permatomas lydyto silicio kvarcinis stiklas laivas

Įvadas apie kvarcinę valtį

Kvarcinė valtis, taip pat vadinama puslaidininkių pramonėje plokštele arba technologine valtimi, yra aukštos tikslumo detalė, pagaminta iš didelės grynumo išlydyto kvarco. Ji skirta laikyti ir vežti silicio plokšteles aukštos temperatūros gamybos procesuose.

Jos pagrindinė funkcija – tarnauti kaip nešiklis arba stalčius, užtikrinant, kad kelios plokštelės būtų patikimai laikomos tiksliai nustatyta, vertikalia pozicija, kol jos apdorojamos krosnyse ir reakcijos kamerose.

Pagrindiniai charakteristika

1). Išskirtinis aukštos temperatūros atsparumas:
Išlydytas kvarcas gali išlaikyti temperatūras, viršijančias 1100 °C, nesuminkštėdamas ir nedeformuodamasis, kas būtina tokiems procesams kaip difuzija ir oksidacija.

2). Labai aukštas grynumas:
Jis pagamintas iš aukštos grynumo sintetinio kvarco, kuris praktiškai neturi metalinių priemaišų. Tai neleidžia užteršti jautrių silicio plokštelių, kas yra būtina pasiekiant didelį produktyvumą ir našumą.

3). Puiki terminė stabilumas:
Kvarcas turi labai mažą šiluminio plėtimosi koeficientą, tai reiškia, kad jis gali išlaikyti staigius įkaistymo ir aušimo ciklus (šiluminį smūgį), nesutrūkinėjant.

4). Puikus cheminis inertumas:
Jis labai atsparus korozijai dėl daugumos rūgščių, halogenų ir kitų agresyvių procesų dujų, naudojamų puslaidininkių gamyboje.

5). Tikslus inžinerijos projektavimas:
Laivas turi kruopščiai suprojektuotas griovelių ar plyšių sistemas, kurios patikimai laiko plokšteles, nesukeldamos įtempties ar dalelių susidarymo, taip pat užtikrina vienodą poveikį technologinėms dujoms ir šilumai.

6) Didelis mechaninis stiprumas ir stabilumas
Išlaiko struktūrinį vientisumą ir matmeninę stabilumą didelėmis apkrovomis aukštoje temperatūroje, neleidžiant plokštelių išlinkimui.
Kvarcinė valtis yra būtina puslaidininkių gamybai dėl išskirtinio atsparumo aukštai temperatūrai ir ultraaukštos grynumos, kurios neleidžia užteršimo. Jos puikus termochockui atsparumas ir puikus cheminis inertumas leidžia patikimai veikti sunkiomis technologinėmis sąlygomis. Be to, tikslus inžinerijos projektavimas užtikrina, kad plokštelės būtų apdorojamos vienodai ir be pažeidimų.

Kvarcinės valties privalumai

1) Aukštas temperatūros atsparumas:
Kvarcinio stiklo minkštėjimo taško temperatūra yra apie 1730 ℃, ilgą laiką gali būti naudojama 1200 ℃ temperatūroje. Trumpalaikiam naudojimui temperatūra gali pasiekti 1450 ℃.

2) Gerą terminę stabilumą: Kvarcinio stiklo terminio plėtimosi koeficientas yra mažas, todėl jis gali išlaikyti staigius temperatūros pokyčius; kvarcinis stiklas, pašildytas iki apie 1200 ℃, panardintas į kambario temperatūros vandenį, sprogti nebus.

3) Korozijos atsparumas: Išskyrus vandenilio fluoridą, kvarcinis stiklas beveik nereaguoja chemiškai su kitomis rūgštimis, o jo atsparumas rūgštims yra 30 kartų didesnis už keramiką ir 150 kartų didesnis už nerūdijantį plieną.

4) Didelis izoliacija: Kvarcinio stiklo varža yra lygi tūkstančiui paprasto stiklo varžos, todėl tai yra labai geras elektros izoliacinis medžiaga ir turi puikią izoliacijos savybę kambario temperatūroje.

5) Gera šviesos skaidrumas: Visame spektre nuo ultravioletinių iki infraraudonųjų bangų ilgių turi gerą šviesos pralaidumą, matomosios šviesos skaidrumas siekia 93 % ar daugiau ultravioletiniame spektro regione, perdavimo rodiklis 80 ar daugiau.

Bendrosios paraiškos

Plokštelės nešiklis aukštos temperatūros procesams: Pagrindinė funkcija – laikyti ir pervežti silicio plokšteles krosnyse ir reakcijos kamerose.
Svarbus legiravimui ir difuzijai: Leidžia įvesti priemaišas į silicio plokšteles, kad būtų galima sukurti tranzistorius ir grandines.
Būtinas terminiam oksidavimui: naudojamas izoliuojančių oksido sluoksnių augimui ant plokštelės.
Palaikymas plonųjų sluoksnių nusodinime (CVD): laiko plokšteles dengimo procesų metu.
Pagrindas saulės elementų gamyboje: naudojamas fotovoltinių elementų p-n sandūros gamybai.

Iš esmės, kur reikalingas ultrašvarus aukštos temperatūros silicio plokštelių ar panašių pagrindų apdorojimas, kvarcinis valtis yra nepakeičiamas įrankis.
1). Puslaidininkių gamyba (pagrindinis taikymas)
Terminis oksidavimas: naudojamas silicio plokštelėms vežti aukštos temperatūros krosnyse, siekiant išauginti ploną, vienodą silicio dioksido (SiO₂) sluoksnį plokštelės paviršiuje.
Difuzija: naudojama legavimo procesuose, kai plokštelės aukštoje temperatūroje veikiamos legavimo dujomis, kad būtų pakeigtos silicio elektrinės savybės.
Cheminis garų nusodinimas (CVD): tarnauja kaip plokštelių laikiklis, vykstant procesams, kurių metu nusodinami ploni įvairių medžiagų sluoksniai.
Atleidimas: Naudojamas krosnyse plokštelėms atleisti (šildyti ir lėtai aušinti), kad būtų pašalinti kristalinės gardelės pažeidimai arba aktyvuoti legiravimo priemaišos.

2). Fotovoltinė (PV) pramonė
Naudojamas difuzijos procese, siekiant sukurti p-n sandūrą, kuri yra saulės elementų pagrindas.
Taip pat naudojamas kituose aukštos temperatūros apdorojimo etapuose silicio saulės plokštelėms.

3). Šviesos diodų (LED) ir mikroelektromechaninių sistemų (MEMS) gamyba
Būtinas aukštos temperatūros apdorojimo etapams šviesos diodų (LED) ir mikroelektromechaninių sistemų (MEMS) gamyboje.
Kvarcinės bandymo kolbos yra nepakeičiamos aukštos kokybės laboratorinės ir pramoninės detalės, pagamintos iš didelės grynumo sulietos silicos, paprastai turinčios 99,9 % arba daugiau silikos, o aukščiausios kokybės atmainos pasiekia 99,99 % SiO₂ grynumą. Gamybos procesas apima natūralių kvarco kristalų lydymą labai aukštoje temperatūroje – apie 2000 °C, po kurio sekasi tikslūs apdorojimo metodai, tokie kaip tempimas ir formavimas, kad būtų užtikrintas vienodas sienelių storis ir konstrukcinis vientisumas. Šios kolbos išsiskiria iš įprastinio stiklo ir borosilikato alternatyvų dėl išskirtinio šiluminės, cheminės, optinės ir mechaninės savybių derinio, todėl jos nepakeičiamos daugelyje sudėtingų taikymo srityse.

  
Techniniai parametrai