Ako sa vyrábajú polovodičové kremenné pece？

Polovodičkremenné pecesú základné komponenty široko používané v hlavných procesoch výroby polovodičov, ako je difúzia, oxidácia a žíhanie. Musí si stabilne zachovať fyzikálne a chemické vlastnosti aj vtedy, keď je potrebné ho dlhodobo vystavovať vysokej teplote, intenzívnemu tlaku a silnej korózii prevádzkového prostredia. V procese výroby polovodičov kvalita kremennej pece priamo ovplyvňuje výkon a výťažnosť polovodičových zariadení. Z tohto dôvodu je rozhodujúci výrobný proces kremenných rúr pecí.

Hlavné výrobné procesy kremenných rúr pecí

1. Výber surovín

Rúry kremennej pece sú primárne vyrobené z vysoko čistého oxidu kremičitého, ktorý je dostupný v prírodnej aj syntetickej forme. Vysoko čisté suroviny sú nevyhnutné na zabezpečenie vynikajúceho optického, tepelného a chemického výkonu kremenných rúr pecí. Najmä vo vysoko presných oblastiach, ako sú polovodiče, sú požiadavky na obsah nečistôt, najmä nečistôt vo forme kovových iónov (ako je železo, hliník, sodík atď.), v surovinách mimoriadne prísne a musia sa kontrolovať na úrovni ppm.

2. Tavenie a formovanie

Vybranékremeňprášok alebo hrudky sa tavia vo vysokoteplotnej peci pri teplote vyššej ako 2000 °C, aby sa vytvorila rovnomerná tavená kremenná kvapalina. Presná regulácia teploty a špecifické atmosférické prostredie (ako je vákuum alebo inertný plyn) sú počas tohto procesu kľúčové, aby sa účinne predišlo defektom spôsobeným oxidáciou a kontamináciou. Tekutá kremenná kvapalina sa potom kontinuálne formuje do rúrok pomocou špecializovaného ťažného zariadenia alebo foriem, ako sú stroje na ťahanie rúrok.

3. Rezanie a konečná úprava

Tvarované kremenné rúrky sa zvyčajne režú na požadovanú dĺžku pomocou rezacích zariadení, ako sú diamantové rezačky alebo laserové rezačky. Konce rezu rúr majú tendenciu byť drsné, takže na zabezpečenie hladkosti a rovinnosti povrchu je potrebné jemné brúsenie. Procesy mechanického leštenia alebo chemického leštenia sa zvyčajne používajú na odstránenie otrepov a mikrotrhlín spôsobených rezaním, čo umožňuje, aby konce rúrok spĺňali normy vysokej presnosti rovinnosti a uspokojili požiadavky na vákuové utesnenie polovodičových procesov.

4. Zváracia zostava

Rezané kremenné rúrky musia byť zvarené pri vysokej teplote s rúrkami jadra pece, prírubami a výfukovým potrubím na montáž tak, aby zodpovedali zákazníckym výkresom. Po zvarení je potrebné odstrániť vrstvu bieleho oxidu kremennej trubice leštením pri vysokej teplote. Táto vrstva sa vytvára počas procesu chladenia po roztavení kremennej trubice pri vysokých teplotách. Aj keď je sám o sebe neškodný, ovplyvňuje priepustnosť svetla, plochosť a hladkosť kremenného produktu. Vysokoteplotné leštenie môže účinne odstrániť vrstvu oxidu, výsledkom čoho sú priehľadné a čisté rúrky.

5. Ošetrenie žíhaním

V kremenných rúrach po tvarovaní, rezaní, zváraní a leštení vzniká vnútorné napätie, ktoré môže ovplyvniť ich mechanickú pevnosť a tepelnú stabilitu. Všetky diely z kremeňa vyrobené pri vysokej teplote teda musia prejsť tepelným spracovaním a žíhaním, aby sa eliminovalo takéto vnútorné napätie.

6. Kontrola kvality

V celom výrobnom procese kremenných rúr pecí sa vyžaduje prísne viacstranné testovanie, aby sa zabezpečilo, že hotový výrobok spĺňa normy. Kontroly zahŕňajú vnútorné napätie (kontrolované polarizovaným svetlom na zjavné napäťové čiary), rozmerovú presnosť (ako je kontrola tolerancie pre vonkajší priemer, hrúbku steny a dĺžku), kvalitu povrchu (drsnosť, prítomnosť defektov atď.), mechanické vlastnosti (pevnosť, tvrdosť atď.) a čistotu (bez nečistôt a bublín na vnútornej stene).