Les anneaux de guidage en graphite à pression isostatique de haute pureté-sont les principaux composants fonctionnels du système de champ thermique du four de silicium monocristallin à tirage direct (CZ). Ils sont fabriqués avec précision à partir de graphite artificiel à pression isostatique de haute pureté 4N/5N et sont principalement installés au-dessus du creuset en graphite, sur les côtés intérieur et extérieur du tube de guidage et autour du canal d'extraction des cristaux.
L'équipement fonctionne longtemps dans un environnement sous vide avec une atmosphère inerte d'argon, à des températures allant de 1 400 à 1 600 degrés Celsius. Ses fonctions principales comprennent le guidage du flux de gaz, la limitation du champ thermique, le positionnement de la tige de cristal, la prévention des éclaboussures de vapeur de silicium et la prévention de la contamination par des impuretés.
Emplacement d'installation et forme structurelle
Emplacement d'installation typique
Il est placé dans la partie supérieure du champ thermique du four monocristallin, entre la surface liquide de silicium fondu et le couvercle isolant supérieur, entourant la tige de germe cristallin et la tige de silicium monocristallin en croissance. Certains modèles sont associés à un tube guide-flux.
Structure principale
Structure globale en forme d'anneau-, divisée en type d'anneau intégral, type de combinaison séparée, type de positionnement par étapes et type de guidage du flux d'air à plusieurs-trous ; selon différents types de fours de 12-28 pouces, il peut traiter des rainures de positionnement et d'autres structures de grand diamètre, à paroi mince-et de forme spéciale, avec une tolérance de traitement atteignant ±0,01 mm.
Gain d’efficacité Précision et stabilité
Guidage du flux d'air : régulez le sens d'écoulement de la protection contre le gaz argon dans le four pour faire circuler le gaz le long d'un chemin prédéfini, éliminant les traces d'impuretés et la chaleur vaporisée de la surface du liquide de silicium et stabilisant l'atmosphère interne du four.
Confinement du champ thermique : en utilisant les excellentes propriétés d'isolation thermique et de conductivité thermique du graphite, limitez le champ de température radial, réduisez la différence de température à l'intérieur du four et empêchez la tige de cristal de générer des dislocations et des fissures dues à des différences de température locales anormales.
Guidage des limites mécaniques : assure un positionnement radial de la tige de silicium monocristallin pendant la traction pour empêcher la tige de cristal de osciller ou de s'incliner, garantir que la tige de cristal se développe verticalement et coaxialement et réduire les défauts de production tels que la casse et les tiges tordues.
Principe de fonctionnement de base
Barrière de protection : évitez les éclaboussures vers le haut de-vapeur de silicium et de poudre de carbone à haute température, en évitant leur fixation sur la tige de cristal, les parties isolantes supérieures du corps du four et la fenêtre d'observation optique, garantissant ainsi le processus continu et stable d'extraction des cristaux.
Protection propre : le substrat de haute-pureté ne libère pas d'impuretés nocives, empêchant ainsi les impuretés de métal et de cendre de se mélanger dès le début au silicium fondu et à la tige de cristal.
Caractéristiques de performance de base (avec prise en charge des données)
(1) Ultra-pureté élevée, propreté extrême (avantage principal)
Grâce à la technologie de purification en profondeur à haute-température, la teneur en carbone fixe est supérieure ou égale à 99,99 % (4N), et pour le modèle premium, elle peut atteindre 99,999 % (5N) ; la teneur en cendres est inférieure ou égale à 50 ppm, et les impuretés métalliques (Fe, Al, Ca, Cu, etc.) sont inférieures ou égales à 1 ppm. Dans un environnement sous vide à haute -température, il n'y a pas d'émissions de substances volatiles ou de vapeurs métalliques, qui ne contamineront pas le silicium fondu et la tige de silicium monocristallin-, garantissant ainsi la durée de vie des porteurs minoritaires et l'efficacité de conversion photoélectrique de la plaquette de silicium, et répondant aux exigences de traitement de haute -pureté du photovoltaïque et des semi-conducteurs.
(2) Pressage isostatique, structure isotrope et stable
Moulage par presse tridimensionnel isostatique à froid-, avec une densité de matériau uniforme et sans directionnalité, la densité volumique est de 1,85 à 1,95 g/cm³. Les propriétés mécaniques et thermiques sont cohérentes dans toutes les directions, et il ne se déforme pas, ne se déforme pas et ne se fissure pas sous des cycles de température -à long terme-, conservant ainsi les dimensions limites précises.
(3) Résistance à la température extrêmement élevée-, excellente stabilité thermique et résistance aux chocs thermiques
Sous vide/atmosphère inerte d'argon, la température d'utilisation à long terme-est de 1 400 à 1 600 degrés et la résistance ultime à la température peut atteindre 2 200 degrés ; le coefficient de dilatation thermique n'est que de 4,0 ~ 4,8 × 10⁻⁶/degré (température ambiante jusqu'à 1 500 degrés), avec une dilatation et une contraction thermiques extrêmement faibles. Face aux changements de température fréquents et au refroidissement et au chauffage rapides du four monocristallin -, il peut être utilisé de manière stable pendant une longue période, sans risques de fissuration ou de détachement.
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1. Technologiquement avancé : maîtrise indépendante de la technologie de base du graphite de haute -pureté, atteignant les normes de pureté 4N/5N, et le revêtement est développé indépendamment et plus durable ;
2. Qualité stable : contrôle qualité complet du processus + certifications internationales, avec une précision dimensionnelle élevée et des performances stables à haute température ;
3. Personnalisation rapide : entièrement compatible avec tous les types de fours de 12 à 28 pouces, les échantillons peuvent être produits dans les 7 jours et la livraison par lots peut être effectuée dans les 15 jours ;
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| Article | Valeur typique | Remarques |
|---|---|---|
| Pureté du carbone | Supérieur ou égal à 99,99 % (4N) / Supérieur ou égal à 99,999 % (5N) | Impuretés totales Inférieur ou égal à 100 ppm (4N) ; Inférieur ou égal à 10 ppm (5N) |
| Densité apparente | 1,85 à 1,95 g/cm³ | Pressé isostatique à froid, grain fin & isotrope |
| Résistance à la flexion | Supérieur ou égal à 45 MPa | Résistance à la compression supérieure ou égale à 80 MPa |
| Contenu en cendres | Inférieur ou égal à 50 ppm | Traitement de purification à haute-température |
| CTE (RT ~ 1500 degrés) | 4,0–4,8×10⁻⁶ / degré | Bonne stabilité dimensionnelle et résistance aux chocs thermiques |
| Conductivité thermique | 120–150 W/(m·K) | Répartition uniforme de la chaleur |
| Résistivité | 8–15 μΩ·m | Même la conductivité électrique |
| Continuous Working Temp. | 1400~1600 degrés (Vide/Ar) | Max 2200 degrés sous atmosphère inerte |
| Température maximale. dans les airs | Inférieur ou égal à 450 degrés (non couché) | Jusqu'à 1800 degrés avec revêtement SiC |
| Taille des grains | Inférieur ou égal à 10 μm | Structure dense pour un usinage de haute précision |
| Revêtement optionnel | SiC / PYC (Carbone Pyrolytique) | Anti-infiltration de silicium, durée de vie plus longue |
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