SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथसाठी थर्मल फील्ड डिझाइन

एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांमध्ये थर्मल फील्ड डिझाइनचे 1 महत्त्व

एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ही एक महत्त्वाची सेमीकंडक्टर सामग्री आहे, जी पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि उच्च-तापमान अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते. थर्मल फील्ड डिझाइन थेट क्रिस्टलायझेशन वर्तन, क्रिस्टलच्या एकसारखेपणा आणि अशुद्धता नियंत्रणावर परिणाम करते आणि एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांच्या कार्यक्षमतेवर आणि आउटपुटवर निर्णायक प्रभाव आहे. एसआयसी सिंगल क्रिस्टलची गुणवत्ता डिव्हाइस मॅन्युफॅक्चरिंगमधील त्याच्या कार्यक्षमतेवर आणि विश्वासार्हतेवर थेट परिणाम करते. थर्मल फील्डचे तर्कसंगत डिझाइन करून, क्रिस्टल वाढीदरम्यान तापमान वितरणाची एकसमानता प्राप्त केली जाऊ शकते, क्रिस्टलमधील थर्मल तणाव आणि थर्मल ग्रेडियंट टाळता येते, ज्यामुळे क्रिस्टल दोषांचे निर्मिती दर कमी होते. ऑप्टिमाइझ्ड थर्मल फील्ड डिझाइनमध्ये क्रिस्टल चेहरा गुणवत्ता आणि क्रिस्टलीकरण दर सुधारू शकतो, क्रिस्टलची स्ट्रक्चरल अखंडता आणि रासायनिक शुद्धता सुधारू शकते आणि प्रौढ एसआयसी सिंगल क्रिस्टलमध्ये चांगले विद्युत आणि ऑप्टिकल गुणधर्म आहेत याची खात्री करुन घ्या.

एसआयसी सिंगल क्रिस्टलचा विकास दर थेट उत्पादन खर्च आणि क्षमतेवर परिणाम करतो. थर्मल फील्डचे तर्कशुद्धपणे डिझाइन करून, क्रिस्टल ग्रोथ प्रक्रियेदरम्यान तापमान ग्रेडियंट आणि उष्णता प्रवाह वितरण अनुकूलित केले जाऊ शकते आणि क्रिस्टलचा विकास दर आणि वाढीच्या क्षेत्राचा प्रभावी उपयोग दर सुधारला जाऊ शकतो. थर्मल फील्ड डिझाइनमुळे वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान उर्जा तोटा आणि भौतिक कचरा देखील कमी होऊ शकतो, उत्पादन खर्च कमी होतो आणि उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकते, ज्यामुळे एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सचे उत्पादन वाढते. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांना सामान्यत: मोठ्या प्रमाणात उर्जा पुरवठा आणि शीतकरण प्रणाली आवश्यक असते आणि थर्मल फील्डचे तर्कसंगतपणे डिझाइन केल्याने उर्जा वापर कमी होतो, उर्जा वापर आणि पर्यावरणीय उत्सर्जन कमी होते. थर्मल फील्ड स्ट्रक्चर आणि उष्णता प्रवाह पथ ऑप्टिमाइझ करून, उर्जा जास्तीत जास्त केली जाऊ शकते आणि उर्जा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि वातावरणावरील नकारात्मक प्रभाव कमी करण्यासाठी कचरा उष्णतेचे पुनर्नवीनीकरण केले जाऊ शकते.

2 SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणाच्या थर्मल फील्ड डिझाइनमध्ये अडचणी

२.१ सामग्रीच्या थर्मल चालकतेची समानता

SiC ही अत्यंत महत्त्वाची अर्धसंवाहक सामग्री आहे. त्याच्या थर्मल चालकता उच्च तापमान स्थिरता आणि उत्कृष्ट थर्मल चालकता वैशिष्ट्ये आहेत, परंतु त्याच्या थर्मल चालकता वितरण विशिष्ट गैर-एकरूपता आहे. SiC सिंगल क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेत, क्रिस्टल वाढीची एकसमानता आणि गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी, थर्मल फील्ड तंतोतंत नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. SiC सामग्रीच्या थर्मल चालकतेची एकसमानता नसल्यामुळे थर्मल फील्ड वितरणाची अस्थिरता होईल, ज्यामुळे क्रिस्टल वाढीची एकसमानता आणि गुणवत्ता प्रभावित होते. SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ इक्विपमेंट सामान्यत: भौतिक वाष्प जमा करणे (PVT) पद्धत किंवा गॅस फेज ट्रान्सपोर्ट पद्धतीचा अवलंब करतात, ज्यासाठी ग्रोथ चेंबरमध्ये उच्च तापमानाचे वातावरण राखणे आणि तापमान वितरण तंतोतंत नियंत्रित करून क्रिस्टल वाढ लक्षात घेणे आवश्यक आहे. SiC सामग्रीच्या थर्मल चालकतेच्या एकसमानतेमुळे ग्रोथ चेंबरमध्ये एकसमान तापमानाचे वितरण होऊ शकते, ज्यामुळे क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेवर परिणाम होतो, ज्यामुळे क्रिस्टल दोष किंवा गैर-एकसमान क्रिस्टल गुणवत्ता होऊ शकते. SiC सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान, तापमान वितरणाचे बदलते नियम अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी आणि सिम्युलेशन परिणामांच्या आधारे डिझाइन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी थर्मल फील्डचे त्रि-आयामी डायनॅमिक सिम्युलेशन आणि विश्लेषण करणे आवश्यक आहे. SiC सामग्रीच्या थर्मल चालकतेच्या एकसमानतेमुळे, या सिम्युलेशन विश्लेषणांवर काही प्रमाणात त्रुटी येऊ शकतात, ज्यामुळे थर्मल फील्डच्या अचूक नियंत्रण आणि ऑप्टिमायझेशन डिझाइनवर परिणाम होतो.

२.२ उपकरणांच्या आत संवहन नियमनाची अडचण

एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान, क्रिस्टल्सची एकरूपता आणि शुद्धता सुनिश्चित करण्यासाठी कठोर तापमान नियंत्रण राखणे आवश्यक आहे. उपकरणांमधील संवहन इंद्रियगोचरमुळे तापमान क्षेत्राची एकसमानता होऊ शकते, ज्यामुळे क्रिस्टल्सच्या गुणवत्तेवर परिणाम होतो. संवहन सहसा तापमान ग्रेडियंट तयार करते, परिणामी क्रिस्टल पृष्ठभागावर एकसमान नसलेली रचना होते, ज्यामुळे क्रिस्टल्सच्या कार्यक्षमतेवर आणि अनुप्रयोगावर परिणाम होतो. चांगले संवहन नियंत्रण गॅस प्रवाहाची गती आणि दिशा समायोजित करू शकते, जे क्रिस्टल पृष्ठभागाची एकसमानता कमी करण्यास आणि वाढीची कार्यक्षमता सुधारण्यास मदत करते. उपकरणांमधील जटिल भूमितीय रचना आणि गॅस गतिशीलता प्रक्रिया संवहनवर अचूकपणे नियंत्रित करणे अत्यंत कठीण करते. उच्च तापमानाच्या वातावरणामुळे उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमतेत घट होईल आणि उपकरणांच्या आत तापमान ग्रेडियंटची निर्मिती वाढेल, ज्यामुळे क्रिस्टल वाढीच्या एकसमानता आणि गुणवत्तेवर परिणाम होईल. काही संक्षारक वायू उपकरणांमधील सामग्री आणि उष्णता हस्तांतरण घटकांवर परिणाम करू शकतात, ज्यामुळे संवहनची स्थिरता आणि नियंत्रितता यावर परिणाम होतो. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांमध्ये सामान्यत: एक जटिल रचना आणि एकाधिक उष्णता हस्तांतरण यंत्रणा असतात, जसे की रेडिएशन उष्णता हस्तांतरण, संवहन उष्णता हस्तांतरण आणि उष्णता वाहक. या उष्णता हस्तांतरण यंत्रणा एकमेकांशी जोडल्या जातात, संवहन नियमन अधिक क्लिष्ट बनतात, विशेषत: जेव्हा उपकरणांमध्ये मल्टीफेस प्रवाह आणि टप्प्यात बदल प्रक्रिया असतात तेव्हा अचूकपणे मॉडेल करणे आणि संवहन नियंत्रित करणे अधिक कठीण आहे.

SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणाच्या थर्मल फील्ड डिझाइनचे 3 प्रमुख मुद्दे

1.१ हीटिंग पॉवर वितरण आणि नियंत्रण

थर्मल फील्ड डिझाइनमध्ये, हीटिंग पॉवरचे वितरण मोड आणि नियंत्रण धोरण क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्स आणि आवश्यकतेनुसार निश्चित केले जावे. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणे हीटिंगसाठी ग्रेफाइट हीटिंग रॉड्स किंवा इंडक्शन हीटर वापरतात. हीटरच्या लेआउट आणि उर्जा वितरणाची रचना करून थर्मल फील्डची एकरूपता आणि स्थिरता प्राप्त केली जाऊ शकते. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान, तापमान एकसारखेपणाचा क्रिस्टलच्या गुणवत्तेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव असतो. हीटिंग पॉवरचे वितरण थर्मल फील्डमधील तापमानाची एकरूपता सुनिश्चित करण्यास सक्षम असेल. संख्यात्मक सिम्युलेशन आणि प्रायोगिक सत्यापनाद्वारे, हीटिंग पॉवर आणि तापमान वितरण यांच्यातील संबंध निश्चित केले जाऊ शकते आणि नंतर हीटिंग पॉवर वितरण योजना थर्मल फील्डमधील तापमान वितरण अधिक एकसमान आणि स्थिर करण्यासाठी अनुकूलित केली जाऊ शकते. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान, हीटिंग पॉवरचे नियंत्रण अचूक नियमन आणि तापमानाचे स्थिर नियंत्रण प्राप्त करण्यास सक्षम असावे. थर्मल फील्डमधील तापमानाची स्थिरता आणि एकरूपता सुनिश्चित करण्यासाठी पीआयडी कंट्रोलर किंवा अस्पष्ट कंट्रोलर सारख्या स्वयंचलित नियंत्रण अल्गोरिदमचा उपयोग तापमान सेन्सरद्वारे परत मिळालेल्या रिअल-टाइम तापमान डेटाच्या आधारे हीटिंग पॉवरचे बंद-लूप नियंत्रण साध्य करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान, हीटिंग पॉवरचा आकार थेट क्रिस्टल वाढीच्या दरावर परिणाम करेल. हीटिंग पॉवरचे नियंत्रण क्रिस्टल वाढीच्या दराचे अचूक नियमन प्राप्त करण्यास सक्षम असावे. हीटिंग पॉवर आणि क्रिस्टल वाढीच्या दरामधील संबंधांचे विश्लेषण आणि प्रयोगात्मकपणे सत्यापित करून, क्रिस्टल वाढीच्या दराचे अचूक नियंत्रण साध्य करण्यासाठी एक वाजवी हीटिंग पॉवर कंट्रोल रणनीती निश्चित केली जाऊ शकते. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांच्या ऑपरेशन दरम्यान, हीटिंग पॉवरच्या स्थिरतेचा क्रिस्टल वाढीच्या गुणवत्तेवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. हीटिंग पॉवरची स्थिरता आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी स्थिर आणि विश्वासार्ह हीटिंग उपकरणे आणि नियंत्रण प्रणाली आवश्यक आहेत. हीटिंग उपकरणे नियमितपणे देखरेखीसाठी आणि उपकरणांचे सामान्य ऑपरेशन आणि हीटिंग पॉवरचे स्थिर आउटपुट सुनिश्चित करण्यासाठी हीटिंग उपकरणांमधील दोष आणि समस्या सोडविण्यासाठी नियमितपणे देखभाल करणे आणि सर्व्ह करणे आवश्यक आहे. हीटिंग पॉवर वितरण योजनेचे तर्कशुद्धपणे डिझाइन करून, हीटिंग पॉवर आणि तापमान वितरण यांच्यातील संबंध लक्षात घेऊन, हीटिंग पॉवरचे अचूक नियंत्रण लक्षात घेऊन आणि हीटिंग पॉवरची स्थिरता आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करणे, एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांची वाढीची कार्यक्षमता आणि क्रिस्टल गुणवत्ता असू शकते प्रभावीपणे सुधारित, आणि एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ तंत्रज्ञानाच्या प्रगती आणि विकासास प्रोत्साहन दिले जाऊ शकते.

3.2 तापमान नियंत्रण प्रणालीचे डिझाइन आणि समायोजन

तापमान नियंत्रण प्रणालीची रचना करण्यापूर्वी, तापमान क्षेत्राचे वितरण प्राप्त करण्यासाठी एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान उष्णता वाहक, संवहन आणि रेडिएशन यासारख्या उष्णता हस्तांतरण प्रक्रियेचे अनुकरण करणे आणि त्यांची गणना करणे आवश्यक आहे. प्रायोगिक सत्यापनाद्वारे, तापमान नियंत्रण प्रणालीचे डिझाइन पॅरामीटर्स, जसे की हीटिंग पॉवर, हीटिंग एरिया लेआउट आणि तापमान सेन्सर स्थान निश्चित करण्यासाठी संख्यात्मक सिम्युलेशन परिणाम दुरुस्त केले जातात आणि समायोजित केले जातात. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान, प्रतिकार हीटिंग किंवा इंडक्शन हीटिंग सहसा गरम करण्यासाठी वापरली जाते. योग्य हीटिंग घटक निवडणे आवश्यक आहे. प्रतिकार हीटिंगसाठी, एक उच्च-तापमान प्रतिरोध वायर किंवा प्रतिरोध फर्नेस हीटिंग घटक म्हणून निवडले जाऊ शकते; इंडक्शन हीटिंगसाठी, योग्य इंडक्शन हीटिंग कॉइल किंवा इंडक्शन हीटिंग प्लेट निवडण्याची आवश्यकता आहे. हीटिंग घटक निवडताना, हीटिंग कार्यक्षमता, हीटिंग एकरूपता, उच्च तापमान प्रतिकार आणि थर्मल फील्ड स्थिरतेवरील परिणामाचा विचार करणे आवश्यक आहे. तापमान नियंत्रण प्रणालीच्या डिझाइनमध्ये केवळ तापमानाची स्थिरता आणि एकरूपताच नव्हे तर तापमान समायोजन अचूकता आणि प्रतिसाद गती देखील विचारात घेणे आवश्यक आहे. तापमानाचे अचूक नियंत्रण आणि समायोजन साध्य करण्यासाठी पीआयडी नियंत्रण, अस्पष्ट नियंत्रण किंवा न्यूरल नेटवर्क नियंत्रण यासारख्या वाजवी तापमान नियंत्रण धोरणाची रचना करणे आवश्यक आहे. संपूर्ण थर्मल फील्डचे एकसारखे आणि स्थिर तापमान वितरण सुनिश्चित करण्यासाठी मल्टी-पॉईंट लिंकेज समायोजन, स्थानिक नुकसान भरपाई समायोजन किंवा अभिप्राय समायोजन यासारख्या योग्य तापमान समायोजन योजनेची रचना करणे देखील आवश्यक आहे. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान तापमानाचे अचूक देखरेख आणि नियंत्रण लक्षात घेण्यासाठी, प्रगत तापमान सेन्सिंग तंत्रज्ञान आणि नियंत्रक उपकरणे अवलंबणे आवश्यक आहे. रिअल टाइममध्ये प्रत्येक क्षेत्रातील तापमानातील बदलांचे परीक्षण करण्यासाठी आपण थर्माकोपल्स, थर्मल रेझिस्टर्स किंवा इन्फ्रारेड थर्मामीटर सारख्या उच्च-परिशुद्धता तापमान सेन्सर निवडू शकता आणि पीएलसी कंट्रोलर (आकृती 1 पहा) किंवा डीएसपी कंट्रोलर सारख्या उच्च-कार्यक्षमता तापमान नियंत्रक उपकरणे निवडू शकता. , हीटिंग घटकांचे अचूक नियंत्रण आणि समायोजन साध्य करण्यासाठी. संख्यात्मक सिम्युलेशन आणि प्रायोगिक सत्यापन पद्धतींवर आधारित डिझाइन पॅरामीटर्स निर्धारित करून, योग्य हीटिंग पद्धती आणि हीटिंग घटकांची निवड करून, वाजवी तापमान नियंत्रण रणनीती आणि समायोजन योजना तयार करणे आणि प्रगत तापमान सेन्सिंग तंत्रज्ञान आणि नियंत्रक उपकरणे वापरुन आपण अचूक नियंत्रण आणि समायोजित करू शकता एसआयसी सिंगल क्रिस्टल्सच्या वाढीदरम्यान तापमान आणि एकल क्रिस्टल्सची गुणवत्ता आणि उत्पन्न सुधारते.

3.3 संगणकीय फ्लुइड डायनेमिक्स सिम्युलेशन

कॉम्प्युटेशनल फ्लुइड डायनॅमिक्स (CFD) सिम्युलेशनसाठी अचूक मॉडेल स्थापित करणे हा आधार आहे. SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणे सहसा ग्रेफाइट भट्टी, एक इंडक्शन हीटिंग सिस्टम, एक क्रूसिबल, एक संरक्षणात्मक वायू इत्यादींनी बनलेली असते. मॉडेलिंग प्रक्रियेत, भट्टीच्या संरचनेची जटिलता, गरम करण्याच्या पद्धतीची वैशिष्ट्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे. , आणि प्रवाह क्षेत्रावरील भौतिक हालचालींचा प्रभाव. भट्टी, क्रूसिबल, इंडक्शन कॉइल इ.चे भौमितीय आकार अचूकपणे पुनर्रचना करण्यासाठी आणि उष्णता शक्ती आणि गॅस प्रवाह दर यासारख्या सामग्रीचे थर्मल भौतिक मापदंड आणि सीमा परिस्थिती विचारात घेण्यासाठी त्रि-आयामी मॉडेलिंग वापरले जाते.

CFD सिम्युलेशनमध्ये, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या संख्यात्मक पद्धतींमध्ये मर्यादित व्हॉल्यूम पद्धत (FVM) आणि मर्यादित घटक पद्धत (FEM) समाविष्ट असते. SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणाची वैशिष्ट्ये लक्षात घेता, FVM पद्धत सामान्यतः द्रव प्रवाह आणि उष्णता वाहक समीकरणे सोडवण्यासाठी वापरली जाते. मेशिंगच्या संदर्भात, सिम्युलेशन परिणामांची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी, ग्रेफाइट क्रूसिबल पृष्ठभाग आणि सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ एरिया यासारख्या मुख्य क्षेत्रांचे उपविभाजित करण्याकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे. SiC सिंगल क्रिस्टलच्या वाढीच्या प्रक्रियेत विविध भौतिक प्रक्रियांचा समावेश होतो, जसे की उष्णता वाहक, रेडिएशन उष्णता हस्तांतरण, द्रव हालचाल, इ. वास्तविक परिस्थितीनुसार, सिम्युलेशनसाठी योग्य भौतिक मॉडेल आणि सीमा परिस्थिती निवडली जाते. उदाहरणार्थ, ग्रेफाइट क्रूसिबल आणि SiC सिंगल क्रिस्टल दरम्यान उष्णता वाहक आणि रेडिएशन उष्णता हस्तांतरण लक्षात घेऊन, योग्य उष्णता हस्तांतरण सीमा परिस्थिती सेट करणे आवश्यक आहे; द्रव हालचालीवर इंडक्शन हीटिंगचा प्रभाव लक्षात घेता, इंडक्शन हीटिंग पॉवरच्या सीमा परिस्थितीचा विचार करणे आवश्यक आहे.

सीएफडी सिम्युलेशनपूर्वी, सिम्युलेशन टाइम स्टेप, कन्व्हर्जन्स निकष आणि इतर पॅरामीटर्स सेट करणे आणि गणना करणे आवश्यक आहे. सिम्युलेशन प्रक्रियेदरम्यान, सिम्युलेशनच्या परिणामांची स्थिरता आणि अभिसरण सुनिश्चित करण्यासाठी आणि तापमान क्षेत्र वितरण, द्रव वेग वितरण इत्यादी सिम्युलेशनच्या निकालांचे पोस्ट-प्रक्रिया, पुढील विश्लेषण आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी सतत-प्रक्रिया-प्रक्रियेस सिम्युलेशन परिणामांची सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे. ? सिम्युलेशन परिणामांची अचूकता तापमान फील्ड वितरण, एकल क्रिस्टल गुणवत्ता आणि वास्तविक वाढीच्या प्रक्रियेतील इतर डेटाशी तुलना करून सत्यापित केली जाते. सिम्युलेशनच्या निकालांनुसार, भट्टीची रचना, हीटिंग पद्धत आणि इतर पैलू वाढीची कार्यक्षमता आणि एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांची एकल क्रिस्टल गुणवत्ता सुधारण्यासाठी अनुकूलित आहेत. एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांच्या थर्मल फील्ड डिझाइनचे सीएफडी सिम्युलेशनमध्ये अचूक मॉडेल स्थापित करणे, योग्य संख्यात्मक पद्धती निवडणे आणि जाळी करणे, भौतिक मॉडेल आणि सीमा अटी निश्चित करणे, सिम्युलेशन पॅरामीटर्स सेट करणे आणि गणना करणे आणि सिम्युलेशन परिणामांची तपासणी करणे आणि ऑप्टिमाइझ करणे समाविष्ट आहे. वैज्ञानिक आणि वाजवी सीएफडी सिम्युलेशन एसआयसी सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांच्या डिझाइन आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी महत्त्वपूर्ण संदर्भ प्रदान करू शकते आणि वाढीची कार्यक्षमता आणि एकल क्रिस्टल गुणवत्ता सुधारू शकते.

3.4 फर्नेस संरचना डिझाइन

SiC सिंगल क्रिस्टलच्या वाढीसाठी उच्च तापमान, रासायनिक जडत्व आणि चांगली थर्मल चालकता आवश्यक आहे हे लक्षात घेऊन, भट्टीच्या शरीराची सामग्री उच्च तापमान आणि गंज-प्रतिरोधक सामग्रीमधून निवडली पाहिजे, जसे की सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्स (SiC), ग्रेफाइट, इ. SiC सामग्री उत्कृष्ट आहे. उच्च तापमान स्थिरता आणि रासायनिक जडत्व, आणि एक आदर्श भट्टी शरीर सामग्री आहे. थर्मल रेडिएशन आणि उष्णता हस्तांतरण प्रतिकार कमी करण्यासाठी आणि थर्मल फील्ड स्थिरता सुधारण्यासाठी भट्टीच्या शरीराच्या अंतर्गत भिंतीची पृष्ठभाग गुळगुळीत आणि एकसमान असावी. थर्मल ताण एकाग्रता आणि अत्यधिक तापमान ग्रेडियंट टाळण्यासाठी भट्टीची रचना शक्य तितकी सरलीकृत केली पाहिजे, कमी संरचनात्मक स्तरांसह. एक दंडगोलाकार किंवा आयताकृती रचना सामान्यतः एकसमान वितरण आणि थर्मल फील्डची स्थिरता सुलभ करण्यासाठी वापरली जाते. तपमानाची एकसमानता आणि थर्मल फील्ड स्थिरता सुधारण्यासाठी आणि सिंगल क्रिस्टल वाढीची गुणवत्ता आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी हीटिंग कॉइल आणि प्रतिरोधक यांसारखे सहायक हीटिंग घटक भट्टीच्या आत सेट केले जातात. सामान्य हीटिंग पद्धतींमध्ये इंडक्शन हीटिंग, रेझिस्टन्स हीटिंग आणि रेडिएशन हीटिंगचा समावेश होतो. SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ इक्विपमेंटमध्ये, इंडक्शन हीटिंग आणि रेझिस्टन्स हीटिंगचे संयोजन अनेकदा वापरले जाते. तापमान एकसमानता आणि थर्मल फील्ड स्थिरता सुधारण्यासाठी इंडक्शन हीटिंग प्रामुख्याने जलद गरम करण्यासाठी वापरली जाते; वाढीच्या प्रक्रियेची स्थिरता राखण्यासाठी स्थिर तापमान आणि तापमान ग्रेडियंट राखण्यासाठी प्रतिरोधक हीटिंगचा वापर केला जातो. रेडिएशन हीटिंगमुळे भट्टीच्या आत तापमानाची एकसमानता सुधारू शकते, परंतु हे सहसा सहाय्यक गरम पद्धत म्हणून वापरले जाते.

4 निष्कर्ष

पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि इतर क्षेत्रांमध्ये SiC मटेरियलच्या वाढत्या मागणीसह, SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ तंत्रज्ञानाचा विकास हे वैज्ञानिक आणि तांत्रिक नवकल्पनांचे प्रमुख क्षेत्र बनेल. SiC सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ इक्विपमेंटचा गाभा म्हणून, थर्मल फील्ड डिझाइनकडे व्यापक लक्ष आणि सखोल संशोधन चालू राहील. भविष्यातील विकासाच्या दिशानिर्देशांमध्ये उत्पादन कार्यक्षमता आणि सिंगल क्रिस्टल गुणवत्ता सुधारण्यासाठी थर्मल फील्ड संरचना आणि नियंत्रण प्रणाली अधिक अनुकूल करणे समाविष्ट आहे; उपकरणांची स्थिरता आणि टिकाऊपणा सुधारण्यासाठी नवीन साहित्य आणि प्रक्रिया तंत्रज्ञानाचा शोध घेणे; आणि उपकरणांचे स्वयंचलित नियंत्रण आणि रिमोट मॉनिटरिंग साध्य करण्यासाठी बुद्धिमान तंत्रज्ञान एकत्रित करणे.