सेमीकंडक्टर फील्डमध्ये SiC आणि TaC कोटिंग्जचे अनुप्रयोग काय आहेत?

सेमीकंडक्टर क्षेत्राची विस्तृत व्याख्या कशी केली जाते आणि त्याचे मुख्य घटक काय आहेत?

सेमीकंडक्टर सेक्टर म्हणजे सेमीकंडक्टर इंटिग्रेटेड सर्किट्स (ICs), सेमीकंडक्टर डिस्प्ले (LCD/OLED पॅनेल), सेमीकंडक्टर लाइटिंग (LED), आणि सेमीकंडक्टर एनर्जी प्रॉडक्ट्स (फोटोव्होल्टाइक्स) तयार करण्यासाठी सेमीकंडक्टर मटेरियलच्या गुणधर्मांचा वापर संबंधित सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंग प्रक्रियेद्वारे होतो. या क्षेत्रातील 80% पर्यंत एकात्मिक सर्किट्सचा वाटा आहे, म्हणून, थोडक्यात सांगायचे तर, सेमीकंडक्टर उद्योग सहसा IC उद्योगाचा संदर्भ घेतो.

थोडक्यात, सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये "सबस्ट्रेट" वर सर्किट स्ट्रक्चर्स तयार करणे आणि विविध कार्यक्षमता साध्य करण्यासाठी या सर्किटला बाह्य शक्ती आणि नियंत्रण प्रणालीशी जोडणे समाविष्ट आहे. सबस्ट्रेट्स, उद्योगात वापरली जाणारी संज्ञा, Si किंवा SiC सारख्या सेमीकंडक्टर सामग्री किंवा नीलम किंवा काच सारख्या अर्धसंवाहक सामग्रीपासून बनविली जाऊ शकते. LED आणि पॅनेल उद्योग वगळता, सिलिकॉन वेफर्स हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे सब्सट्रेट्स आहेत. Epitaxy म्हणजे सब्सट्रेटवर नवीन पातळ-फिल्म मटेरियल वाढवण्याच्या प्रक्रियेला संदर्भित करते, ज्यामध्ये Si, SiC, GaN, GaAs, इ. सामान्य सामग्री असते. Epitaxy डिव्हाइस डिझाइनरना डोपिंग जाडी सारख्या घटकांवर नियंत्रण ठेवून डिव्हाइसची कार्यक्षमता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी लक्षणीय लवचिकता प्रदान करते. सब्सट्रेटपासून स्वतंत्र असलेल्या एपिटॅक्सियल लेयरची एकाग्रता आणि प्रोफाइल. एपिटॅक्सियल वाढ प्रक्रियेदरम्यान डोपिंगद्वारे हे नियंत्रण प्राप्त केले जाते.

सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये फ्रंट-एंड प्रक्रियेचा काय समावेश आहे?

फ्रंट-एंड प्रक्रिया ही सेमीकंडक्टर उत्पादनाचा सर्वात तांत्रिकदृष्ट्या जटिल आणि भांडवल-केंद्रित भाग आहे, ज्यासाठी समान प्रक्रियांची अनेक वेळा पुनरावृत्ती आवश्यक आहे, म्हणून त्याला "चक्र प्रक्रिया" म्हटले जाते. यामध्ये प्रामुख्याने साफसफाई, ऑक्सिडेशन, फोटोलिथोग्राफी, एचिंग, आयन इम्प्लांटेशन, डिफ्यूजन, ॲनिलिंग, थिन-फिल्म डिपॉझिशन आणि पॉलिशिंग यांचा समावेश होतो.

कोटिंग्स सेमीकंडक्टर उत्पादन उपकरणांचे संरक्षण कसे करतात?

सेमीकंडक्टर उत्पादन उपकरणे उच्च-तापमान, अत्यंत संक्षारक वातावरणात कार्य करतात आणि अत्यंत उच्च स्वच्छतेची मागणी करतात. अशा प्रकारे, उपकरणांच्या अंतर्गत घटकांचे संरक्षण करणे हे एक महत्त्वाचे आव्हान आहे. कोटिंग टेक्नॉलॉजी बेस मटेरियल वाढवते आणि त्यांच्या पृष्ठभागावर पातळ आवरण तयार करून त्यांचे संरक्षण करते. हे अनुकूलन बेस मटेरियल्सना अधिक तीव्र आणि जटिल उत्पादन वातावरणाचा सामना करण्यास, त्यांची उच्च-तापमान स्थिरता, गंज प्रतिकार, ऑक्सिडेशन प्रतिरोधकता आणि त्यांचे आयुष्य वाढविण्यास अनुमती देते.

का आहेSiC कोटिंगसिलिकॉन सब्सट्रेट मॅन्युफॅक्चरिंग डोमेनमध्ये महत्त्वपूर्ण?

सिलिकॉन क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसमध्ये, 1500°C च्या आसपास उच्च-तापमानातील सिलिकॉन वाष्प ग्रेफाइट किंवा कार्बन-कार्बन सामग्रीचे घटक लक्षणीयरीत्या खराब करू शकतात. उच्च-शुद्धता लागू करणेSiC कोटिंगया घटकांवर प्रभावीपणे सिलिकॉन वाफ अवरोधित करू शकतात आणि घटकांचे सेवा आयुष्य वाढवू शकतात.

सेमीकंडक्टर सिलिकॉन वेफर्सची उत्पादन प्रक्रिया जटिल आहे, ज्यामध्ये क्रिस्टल वाढ, सिलिकॉन वेफर तयार होणे आणि एपिटॅक्सियल वाढ हे प्राथमिक टप्पे आहेत. क्रिस्टल ग्रोथ ही सिलिकॉन वेफर उत्पादनातील मुख्य प्रक्रिया आहे. सिंगल-क्रिस्टल तयार करण्याच्या टप्प्यात, महत्त्वपूर्ण तांत्रिक मापदंड जसे की वेफर व्यास, क्रिस्टल अभिमुखता, डोपिंग चालकता प्रकार, प्रतिरोधकता श्रेणी आणि वितरण, कार्बन आणि ऑक्सिजन एकाग्रता आणि जाळीचे दोष निर्धारित केले जातात. सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन सामान्यत: झोक्राल्स्की (सीझेड) पद्धत किंवा फ्लोट झोन (एफझेड) पद्धत वापरून तयार केले जाते. सीझेड पद्धत ही सर्वात सामान्यपणे वापरली जाते, जी सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल्सपैकी सुमारे 85% आहे. 12-इंच सिलिकॉन वेफर्स केवळ CZ पद्धती वापरून तयार केले जाऊ शकतात. या पद्धतीमध्ये क्वार्ट्ज क्रुसिबलमध्ये उच्च-शुद्धता पॉलिसिलिकॉन सामग्री ठेवणे, उच्च-शुद्धतेच्या जड वायूच्या संरक्षणाखाली ते वितळणे आणि नंतर वितळण्यात सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन सीड घालणे समाविष्ट आहे. जसजसे बीज वर खेचले जाते, तसतसे क्रिस्टल मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन रॉडमध्ये वाढते.

कसे आहेटीएसी कोटिंगPVT पद्धतींसह विकसित होत आहात?

SiC ची अंगभूत वैशिष्ट्ये (वातावरणाच्या दाबावर Si:C=1:1 द्रव अवस्थेचा अभाव) सिंगल-क्रिस्टल वाढ आव्हानात्मक बनवतात. सध्या, मुख्य प्रवाहातील पद्धतींमध्ये भौतिक वाष्प वाहतूक (PVT), उच्च-तापमान रासायनिक वाष्प निक्षेप (HT-CVD), आणि लिक्विड फेज एपिटॅक्सी (LPE) यांचा समावेश आहे. यापैकी, कमी उपकरणांची आवश्यकता, सोपी प्रक्रिया, मजबूत नियंत्रणक्षमता आणि स्थापित औद्योगिक अनुप्रयोगांमुळे PVT सर्वात मोठ्या प्रमाणावर स्वीकारली जाते.

PVT पद्धत ग्रेफाइट क्रूसिबलच्या बाहेर थर्मल इन्सुलेशन परिस्थिती समायोजित करून अक्षीय आणि रेडियल तापमान फील्डवर नियंत्रण ठेवू देते. SiC पावडर ग्रेफाइट क्रूसिबलच्या गरम तळाशी ठेवली जाते, तर SiC बीज क्रिस्टल थंड शीर्षस्थानी निश्चित केली जाते. वाढत्या SiC क्रिस्टल आणि पावडरमधील संपर्क टाळण्यासाठी पावडर आणि बियांमधील अंतर सामान्यत: अनेक दहा मिलीमीटरपर्यंत नियंत्रित केले जाते. वेगवेगळ्या हीटिंग पद्धतींचा (इंडक्शन किंवा रेझिस्टन्स हीटिंग) वापर करून, SiC पावडर 2200-2500°C पर्यंत गरम केली जाते, ज्यामुळे मूळ पावडर Si, Si2C आणि SiC2 सारख्या वायू घटकांमध्ये उदात्त बनते आणि विघटित होते. हे वायू सीड क्रिस्टलच्या टोकापर्यंत संवहनाद्वारे वाहून नेले जातात, जेथे SiC स्फटिक बनते, एकल-क्रिस्टल वाढ साध्य करते. सामान्य वाढीचा दर 0.2-0.4mm/h आहे, 20-30mm क्रिस्टल इनगॉट वाढण्यासाठी 7-14 दिवस लागतात.

PVT-उगवलेल्या SiC क्रिस्टल्समध्ये कार्बनच्या समावेशाची उपस्थिती हा एक महत्त्वपूर्ण दोष स्त्रोत आहे, ज्यामुळे मायक्रोट्यूब आणि पॉलिमॉर्फिक दोष निर्माण होतात, ज्यामुळे SiC क्रिस्टल्सची गुणवत्ता खराब होते आणि SiC-आधारित उपकरणांची कार्यक्षमता मर्यादित होते. साधारणपणे, SiC पावडरचे ग्राफिटायझेशन आणि कार्बन-समृद्ध ग्रोथ फ्रंट हे कार्बनच्या समावेशाचे ओळखले जाणारे स्त्रोत आहेत: 1) SiC पावडर विघटन करताना, Si वाष्प गॅस टप्प्यात जमा होते तर C घन टप्प्यात केंद्रित होते, ज्यामुळे पावडरचे तीव्र कार्बनीकरण होते. वाढीस उशीरा. एकदा पावडरमधील कार्बनचे कण गुरुत्वाकर्षणावर मात करून SiC इनगॉटमध्ये पसरले की, कार्बनचा समावेश होतो. 2) Si-समृद्ध परिस्थितीत, जास्त Si वाष्प ग्रेफाइट क्रूसिबल भिंतीवर प्रतिक्रिया देते, ज्यामुळे एक पातळ SiC थर तयार होतो जो सहजपणे कार्बन कण आणि Si-युक्त घटकांमध्ये विघटित होऊ शकतो.

दोन पध्दती या समस्यांचे निराकरण करू शकतात: 1) वाढीच्या उशीराने मोठ्या प्रमाणात कार्बनयुक्त SiC पावडरमधून कार्बनचे कण फिल्टर करा. 2) ग्रेफाइट क्रुसिबल भिंतीला गंजण्यापासून Si वाष्प प्रतिबंधित करा. अनेक कार्बाइड्स, जसे की TaC, 2000°C वर स्थिरपणे कार्य करू शकतात आणि ऍसिड, क्षार, NH3, H2 आणि Si वाष्प यांच्या रासायनिक गंजांना प्रतिकार करू शकतात. SiC वेफर्सच्या गुणवत्तेच्या वाढत्या मागणीसह, SiC क्रिस्टल ग्रोथ तंत्रज्ञानामध्ये TaC कोटिंग्जचा वापर औद्योगिकदृष्ट्या शोधला जात आहे. अभ्यास दर्शविते की PVT ग्रोथ फर्नेसमध्ये TaC-कोटेड ग्रेफाइट घटकांचा वापर करून तयार केलेले SiC क्रिस्टल्स अधिक शुद्ध असतात, लक्षणीयरीत्या कमी झालेल्या दोष घनतेसह, क्रिस्टल्सची गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या वाढवते.

अ) सच्छिद्रTaC किंवा TaC-लेपित सच्छिद्र ग्रेफाइट: कार्बन कण फिल्टर करते, क्रिस्टलमध्ये पसरण्यास प्रतिबंध करते आणि एकसमान वायुप्रवाह सुनिश्चित करते.

ब)TaC लेपितरिंग्स: ग्रेफाइट क्रूसिबल भिंतीपासून Si वाष्प अलग करा, Si वाष्पाने क्रूसिबल भिंतीला गंजण्यापासून प्रतिबंधित करा.

c)TaC लेपितप्रवाह मार्गदर्शिका: सीड क्रिस्टलच्या दिशेने हवेचा प्रवाह निर्देशित करताना ग्रेफाइट क्रुसिबल भिंतीतून Si वाष्प वेगळे करा.

ड)TaC लेपितसीड क्रिस्टल होल्डर: सी बाष्पाने वरच्या कव्हरला गंजण्यापासून रोखण्यासाठी क्रूसिबलच्या वरच्या कव्हरमधून Si वाफ अलग करा.

कसे करतेCVD SiC कोटिंगGaN सब्सट्रेट मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये फायदा?

सध्या, GaN सब्सट्रेट्सचे व्यावसायिक उत्पादन नीलम सब्सट्रेटवर बफर लेयर (किंवा मास्क लेयर) तयार करण्यापासून सुरू होते. हायड्रोजन व्हेपर फेज एपिटॅक्सी (HVPE) नंतर या बफर लेयरवर एक GaN फिल्म वेगाने वाढवण्यासाठी वापरली जाते, त्यानंतर फ्री-स्टँडिंग GaN सब्सट्रेट मिळविण्यासाठी वेगळे करणे आणि पॉलिश करणे. HVPE वातावरणीय दाब क्वार्ट्ज अणुभट्ट्यांमध्ये कसे कार्य करते, कमी आणि उच्च-तापमान दोन्ही रासायनिक अभिक्रियांसाठी त्याची आवश्यकता लक्षात घेता?

कमी-तापमान झोनमध्ये (800-900°C), वायू HCl मेटलिक Ga शी प्रतिक्रिया करून वायू GaCl तयार करतो.

उच्च-तापमान झोनमध्ये (1000-1100°C), वायूयुक्त GaCl वायू NH3 शी प्रतिक्रिया देऊन GaN सिंगल-क्रिस्टल फिल्म बनवते.

HVPE उपकरणांचे संरचनात्मक घटक कोणते आहेत आणि ते गंजापासून कसे संरक्षित आहेत? HVPE उपकरणे एकतर क्षैतिज किंवा अनुलंब असू शकतात, ज्यात गॅलियम बोट, फर्नेस बॉडी, अणुभट्टी, गॅस कॉन्फिगरेशन सिस्टम आणि एक्झॉस्ट सिस्टीम यासारखे घटक असतात. ग्रेफाइट ट्रे आणि रॉड्स, जे NH3 च्या संपर्कात येतात, ते गंजण्यास संवेदनाक्षम असतात आणि ते संरक्षित केले जाऊ शकतातSiC कोटिंगनुकसान टाळण्यासाठी.

GaN Epitaxy मॅन्युफॅक्चरिंगपेक्षा CVD तंत्रज्ञानाचे महत्त्व काय आहे?

सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या क्षेत्रात, विशिष्ट वेफर सब्सट्रेट्सवर एपिटॅक्सियल लेयर बांधणे का आवश्यक आहे? ठराविक उदाहरणामध्ये निळ्या-हिरव्या LEDs समाविष्ट आहेत, ज्यांना नीलमच्या सब्सट्रेट्सवर GaN एपिटॅक्सियल लेयरची आवश्यकता असते. MOCVD उपकरणे GaN epitaxy उत्पादन प्रक्रियेत महत्त्वाची आहेत, चीनमधील AMEC, Aixtron आणि Veeco हे प्रमुख पुरवठादार आहेत.

MOCVD सिस्टीममध्ये एपिटॅक्सियल डिपॉझिशन दरम्यान सब्सट्रेट्स थेट धातूवर किंवा साध्या बेसवर का ठेवता येत नाहीत? गॅस प्रवाहाची दिशा (क्षैतिज, अनुलंब), तापमान, दाब, सब्सट्रेट निश्चित करणे आणि ढिगाऱ्यापासून होणारे प्रदूषण यासारख्या घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे. म्हणून, सब्सट्रेट्स ठेवण्यासाठी पॉकेट्स असलेल्या ससेप्टरचा वापर केला जातो आणि या पॉकेट्समध्ये ठेवलेल्या सब्सट्रेट्सवर सीव्हीडी तंत्रज्ञानाचा वापर करून एपिटॅक्सियल डिपॉझिशन केले जाते. दससेप्टर हा SiC कोटिंगसह ग्रेफाइट बेस आहे.

GaN epitaxy मध्ये मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया काय आहे आणि SiC कोटिंगची गुणवत्ता का महत्त्वाची आहे? मुख्य प्रतिक्रिया म्हणजे NH3 + TMGa → GaN + उपउत्पादने (अंदाजे 1050-1100°C वर). तथापि, NH3 उच्च तापमानात थर्मलपणे विघटित होते, अणू हायड्रोजन सोडते, जे ग्रेफाइटमधील कार्बनवर तीव्र प्रतिक्रिया देते. NH3/H2 1100°C वर SiC वर प्रतिक्रिया देत नसल्यामुळे, SiC कोटिंगचे संपूर्ण एन्कॅप्सुलेशन आणि गुणवत्ता प्रक्रियेसाठी महत्त्वपूर्ण आहे.

SiC Epitaxy मॅन्युफॅक्चरिंगच्या क्षेत्रात, प्रतिक्रिया कक्षांच्या मुख्य प्रवाहाच्या प्रकारांमध्ये कोटिंग्ज कसे लागू केले जातात?

SiC ही 200 हून अधिक भिन्न क्रिस्टल स्ट्रक्चर्स असलेली ठराविक पॉलिटाइपिक सामग्री आहे, ज्यामध्ये 3C-SiC, 4H-SiC आणि 6H-SiC सर्वात सामान्य आहेत. 4H-SiC ही मुख्य प्रवाहातील उपकरणांमध्ये प्रामुख्याने वापरली जाणारी क्रिस्टल रचना आहे. क्रिस्टल संरचनेवर परिणाम करणारा एक महत्त्वपूर्ण घटक म्हणजे प्रतिक्रिया तापमान. विशिष्ट थ्रेशोल्डच्या खाली असलेले तापमान इतर क्रिस्टल फॉर्म तयार करतात. इष्टतम प्रतिक्रिया तापमान 1550 आणि 1650 डिग्री सेल्सियस दरम्यान आहे; 1550°C पेक्षा कमी तापमानात 3C-SiC आणि इतर संरचना मिळण्याची अधिक शक्यता असते. तथापि, 3C-SiC मध्ये सामान्यतः वापरले जातेSiC कोटिंग्ज, आणि सुमारे 1600°C चे प्रतिक्रिया तापमान 3C-SiC च्या मर्यादेच्या जवळ असते. TaC कोटिंग्जचा सध्याचा वापर खर्चाच्या समस्यांमुळे मर्यादित असला तरी, दीर्घकालीन,TaC कोटिंग्जSiC एपिटॅक्सियल उपकरणांमध्ये हळूहळू SiC कोटिंग्ज बदलणे अपेक्षित आहे.

सध्या, SiC epitaxy साठी CVD प्रणालीचे तीन मुख्य प्रकार आहेत: प्लॅनेटरी हॉट-वॉल, क्षैतिज हॉट-वॉल आणि व्हर्टिकल हॉट-वॉल. प्लॅनेटरी हॉट-वॉल सीव्हीडी प्रणाली एकाच बॅचमध्ये अनेक वेफर्स वाढवण्याच्या क्षमतेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, परिणामी उच्च उत्पादन कार्यक्षमता आहे. क्षैतिज हॉट-वॉल CVD प्रणालीमध्ये विशेषत: गॅस फ्लोट रोटेशनद्वारे चालविलेल्या सिंगल-वेफर, मोठ्या-आकाराची वाढ प्रणाली समाविष्ट असते, जी उत्कृष्ट इंट्रा-वेफर वैशिष्ट्ये सुलभ करते. उभ्या हॉट-वॉल सीव्हीडी सिस्टीममध्ये मुख्यतः बाह्य यांत्रिक बेसद्वारे सहाय्याने उच्च-गती रोटेशन वैशिष्ट्यीकृत आहे. हे कमी प्रतिक्रिया कक्ष दाब ​​राखून सीमा स्तराची जाडी प्रभावीपणे कमी करते, त्यामुळे एपिटॅक्सियल वाढीचा दर वाढतो. याव्यतिरिक्त, त्याच्या चेंबरच्या डिझाइनमध्ये वरच्या भिंतीचा अभाव आहे ज्यामुळे SiC कण जमा होऊ शकतो, कण पडण्याचा धोका कमी होतो आणि दोष नियंत्रणामध्ये अंतर्निहित फायदा होतो.

उच्च-तापमान थर्मल प्रक्रियेसाठी, याचा अनुप्रयोग काय आहेCVD SiCट्यूब फर्नेस उपकरणांमध्ये?

ट्यूब फर्नेस उपकरणे सेमीकंडक्टर उद्योगात ऑक्सिडेशन, डिफ्यूजन, थिन-फिल्म ग्रोथ, ॲनिलिंग आणि मिश्र धातु यासारख्या प्रक्रियांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. दोन मुख्य प्रकार आहेत: क्षैतिज आणि अनुलंब. सध्या, IC उद्योग प्रामुख्याने उभ्या ट्यूब फर्नेसेसचा वापर करतो. प्रक्रिया दाब आणि वापरावर अवलंबून, ट्यूब फर्नेस उपकरणे वायुमंडलीय दाब भट्टी आणि कमी-दाब भट्टीमध्ये वर्गीकृत केली जाऊ शकतात. वायुमंडलीय दाब भट्टी प्रामुख्याने थर्मल डिफ्यूजन डोपिंग, पातळ-फिल्म ऑक्सिडेशन आणि उच्च-तापमान ॲनिलिंगसाठी वापरली जातात, तर कमी-दाब भट्टी विविध प्रकारच्या पातळ फिल्म्सच्या (जसे की LPCVD आणि ALD) वाढीसाठी डिझाइन केल्या जातात. विविध ट्यूब फर्नेस उपकरणांची रचना सारखीच असते आणि आवश्यकतेनुसार प्रसार, ऑक्सिडेशन, एनीलिंग, LPCVD आणि ALD कार्ये करण्यासाठी ते लवचिकपणे कॉन्फिगर केले जाऊ शकतात. उच्च-शुद्धतेच्या सिंटर्ड SiC ट्यूब, SiC वेफर बोट्स आणि SiC अस्तर भिंती हे ट्यूब फर्नेस उपकरणांच्या प्रतिक्रिया कक्षातील आवश्यक घटक आहेत. ग्राहकांच्या आवश्यकतांवर अवलंबून, एक अतिरिक्तSiC कोटिंगकार्यक्षमता वाढविण्यासाठी सिंटर्ड SiC सिरेमिकच्या पृष्ठभागावर थर लावला जाऊ शकतो.

फोटोव्होल्टेइक ग्रॅन्युलर सिलिकॉन मॅन्युफॅक्चरिंगच्या क्षेत्रात, का आहेSiC कोटिंगनिर्णायक भूमिका बजावत आहात?

पॉलिसिलिकॉन, मेटलर्जिकल-ग्रेड सिलिकॉन (किंवा इंडस्ट्रियल सिलिकॉन) पासून बनविलेले, एक नॉन-मेटलिक सामग्री आहे जी 99.9999% (6N) पेक्षा जास्त सिलिकॉन सामग्री प्राप्त करण्यासाठी भौतिक आणि रासायनिक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे शुद्ध केली जाते. फोटोव्होल्टेइक क्षेत्रात, पॉलिसिलिकॉनवर वेफर्स, सेल आणि मॉड्यूल्समध्ये प्रक्रिया केली जाते, जी शेवटी फोटोव्होल्टेइक पॉवर जनरेशन सिस्टममध्ये वापरली जाते, ज्यामुळे पॉलिसिलिकॉन फोटोव्होल्टेइक उद्योग साखळीचा एक महत्त्वपूर्ण अपस्ट्रीम घटक बनतो. सध्या, पॉलिसिलिकॉन उत्पादनासाठी दोन तांत्रिक मार्ग आहेत: सुधारित सीमेन्स प्रक्रिया (रॉड सारखी सिलिकॉन देणारी) आणि सिलेन फ्लुइडाइज्ड बेड प्रक्रिया (ग्रॅन्युलर सिलिकॉन मिळवून देणारी). सुधारित सीमेन्स प्रक्रियेत, उच्च-शुद्धता SiHCl3 उच्च-शुद्धता असलेल्या हायड्रोजनद्वारे उच्च-शुद्धता सिलिकॉन कोरवर सुमारे 1150°C वर कमी होते, परिणामी सिलिकॉन कोरवर पॉलिसिलिकॉन जमा होतो. सिलेन फ्लुइडाइज्ड बेड प्रक्रियेमध्ये सामान्यत: SiH4 चा सिलिकॉन स्त्रोत वायू म्हणून आणि H2 चा वाहक वायू म्हणून वापर केला जातो, SiCl4 ची जोडणी करून ग्रेन्युलर पॉलिसिलिकॉन तयार करण्यासाठी 600-800°C वर द्रवीकृत बेड रिॲक्टरमध्ये SiH4 थर्मलली विघटित होते. तुलनेने परिपक्व उत्पादन तंत्रज्ञानामुळे सुधारित सीमेन्स प्रक्रिया मुख्य प्रवाहातील पॉलिसिलिकॉन उत्पादन मार्ग आहे. तथापि, GCL-Poly आणि Tianhong Reike सारख्या कंपन्या ग्रॅन्युलर सिलिकॉन तंत्रज्ञान प्रगत करत असल्याने, कमी किमतीमुळे आणि कार्बन फूटप्रिंट कमी झाल्यामुळे सिलेन फ्लुइडाइज्ड बेड प्रक्रियेला बाजारपेठ मिळू शकते.

उत्पादन शुद्धता नियंत्रण ऐतिहासिकदृष्ट्या द्रवीकृत बेड प्रक्रियेचा एक कमकुवत बिंदू आहे, जे त्याचे महत्त्वपूर्ण फायदे असूनही सीमेन्स प्रक्रियेला मागे टाकण्याचे मुख्य कारण आहे. अस्तर हे सिलेन फ्लुइडाइज्ड बेड प्रक्रियेची मुख्य रचना आणि प्रतिक्रिया पोत म्हणून काम करते, अणुभट्टीच्या धातूच्या कवचाला धूप आणि उच्च-तापमान वायू आणि सामग्रीद्वारे परिधान करण्यापासून संरक्षण करते आणि सामग्रीचे तापमान इन्सुलेट करते आणि राखते. कठोर कामकाजाच्या परिस्थितीमुळे आणि ग्रेन्युलर सिलिकॉनच्या थेट संपर्कामुळे, अस्तर सामग्रीमध्ये उच्च शुद्धता, पोशाख प्रतिरोध, गंज प्रतिकार आणि उच्च सामर्थ्य प्रदर्शित करणे आवश्यक आहे. सामान्य सामग्रीमध्ये ग्रेफाइटचा समावेश होतोSiC कोटिंग. तथापि, प्रत्यक्ष वापरात, कोटिंग सोलणे/क्रॅक होण्याच्या घटना घडतात ज्यामुळे दाणेदार सिलिकॉनमध्ये कार्बनचे प्रमाण जास्त असते, परिणामी ग्रेफाइट अस्तरांचे आयुष्य कमी होते आणि नियमित बदलण्याची आवश्यकता असते, त्यांना उपभोग्य वस्तू म्हणून वर्गीकृत केले जाते. SiC-कोटेड फ्लुइडाइज्ड बेड अस्तर सामग्रीशी संबंधित तांत्रिक आव्हाने आणि त्यांच्या उच्च किमती सिलेन फ्लुइडाइज्ड बेड प्रक्रियेच्या बाजारपेठेत अवलंबण्यात अडथळा आणतात आणि व्यापक वापरासाठी संबोधित करणे आवश्यक आहे.

कोणत्या ऍप्लिकेशन्समध्ये पायरोलिटिक ग्रेफाइट कोटिंगचा वापर केला जातो?

पायरोलिटिक ग्रेफाइट ही एक नवीन कार्बन सामग्री आहे, ज्यामध्ये उच्च-शुद्धतेचे हायड्रोकार्बन असतात जे 1800°C आणि 2000°C दरम्यान भट्टीच्या दाबांवर रासायनिक वाष्प-साठवले जातात, परिणामी अत्यंत क्रिस्टलोग्राफिक रीतीने पायरोलाइटिक कार्बन तयार होतो. यात उच्च घनता (2.20 g/cm³), उच्च शुद्धता आणि ॲनिसोट्रॉपिक थर्मल, इलेक्ट्रिकल, चुंबकीय आणि यांत्रिक गुणधर्म आहेत. हे अंदाजे 1800°C तापमानातही 10mmHg ची व्हॅक्यूम राखू शकते, एरोस्पेस, सेमीकंडक्टर, फोटोव्होल्टेईक्स आणि विश्लेषणात्मक उपकरणे यांसारख्या क्षेत्रात विस्तृत अनुप्रयोग क्षमता शोधून काढू शकते.

लाल-पिवळ्या LED एपिटॅक्सी आणि काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, MOCVD सीलिंगला SiC कोटिंग संरक्षणाची आवश्यकता नसते आणि त्याऐवजी पायरोलाइटिक ग्रेफाइट कोटिंग सोल्यूशन वापरते.

इलेक्ट्रॉन बीम बाष्पीभवन ॲल्युमिनियमच्या क्रुसिबलसाठी उच्च घनता, उच्च-तापमान प्रतिरोध, चांगला थर्मल शॉक प्रतिरोध, उच्च थर्मल चालकता, कमी थर्मल विस्तार गुणांक आणि ऍसिड, अल्कली, क्षार आणि सेंद्रिय अभिकर्मकांद्वारे गंज प्रतिरोधक असणे आवश्यक आहे. पायरोलाइटिक ग्रेफाइट कोटिंग ग्रेफाइट क्रूसिबल सारखीच सामग्री सामायिक करत असल्याने, ते उच्च-कमी तापमान सायकलिंगला प्रभावीपणे तोंड देऊ शकते, ग्रेफाइट क्रूसिबलचे सेवा आयुष्य वाढवते.**