石墨熱場(chǎng)托桿的用途
石墨熱場(chǎng)托桿是單晶硅或多晶硅生長(zhǎng)設(shè)備(如直拉法Czochralski,簡(jiǎn)稱(chēng)CZ法或區(qū)熔法FZ法)中熱場(chǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,其核心用途與石墨材料的特性及熱場(chǎng)環(huán)境需求密切相關(guān)。支撐與固定坩堝/籽晶桿坩堝支撐:在直拉法單晶硅生長(zhǎng)中,石墨托桿通常位于熱場(chǎng)底部,用于支撐裝載多晶硅原料的石英坩堝。通過(guò)精確的機(jī)械設(shè)計(jì),托桿需承受坩堝及熔硅的重量(可達(dá)數(shù)百公斤),同時(shí)保持熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。籽晶桿定位:在區(qū)熔法中,托桿可能用于固定籽晶桿,確保其與多晶硅棒的精確對(duì)齊,為單晶生長(zhǎng)提供初始晶核。

高效熱傳導(dǎo)與溫度控制均勻熱分布:石墨具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性(約150 W/m·K),托桿通過(guò)傳導(dǎo)熱量,幫助熱場(chǎng)實(shí)現(xiàn)梯度溫度分布,滿(mǎn)足晶體生長(zhǎng)對(duì)溫度場(chǎng)的嚴(yán)格要求(如直拉法中熔硅表面溫度需精確控制在1420°C左右)。隔熱與保溫:托桿結(jié)構(gòu)可能設(shè)計(jì)為中空或復(fù)合層結(jié)構(gòu),結(jié)合石墨氈等隔熱材料,減少熱量向設(shè)備外部散失,提升熱場(chǎng)能效。

耐高溫與化學(xué)惰性極端環(huán)境耐受:晶體生長(zhǎng)需在惰性氣體(如氬氣)保護(hù)下,于1500°C以上高溫進(jìn)行。石墨托桿需承受此高溫而不發(fā)生軟化、變形或分解,確保熱場(chǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行??够瘜W(xué)腐蝕:石墨對(duì)熔硅、硅蒸氣及雜質(zhì)(如氧、碳)具有化學(xué)惰性,避免在高溫下與硅材料反應(yīng),防止污染晶體或損壞托桿。