Перадгісторыя справы
Заказчык — вышэйшы камітэт у Турцыі. Яны набылі індывідуальна вырабленыя кварцавыя трубкі ў іншага пастаўшчыка. Пасля выкарыстання новых кварцавых трубак у сваім эксперыментальным працэсе і завяршэння наступных вымярэнняў яны заўважылі зніжэнне значэння тэрміну службы носьбіта ў сваіх прадуктах. Заказчык шчыра папрасіў нас прадаставіць тэхнічную кансультацыю і меры, якія варта прыняць.
Адказаць
Дзякуем, што звязаліся з намі наконт праблемы змяншэння тэрміну службы носьбіта пасля выкарыстання новых кварцавых труб. Мы цалкам разумеем крытычнае значэнне гэтага параметра для прадукцыйнасці вашай прадукцыі і правялі дэталёвы аналіз праблемы. Ніжэй мы прадстаўляем нашы тэхнічныя высновы, аналіз магчымых прычын і мэтавыя рашэнні.
I. Прыпушчэнні сцэнарыя прымянення
Выходзячы з вашай згадкі пра вымярэнне тэрміну службы носьбіта і выкарыстанне кварцавых труб, мы мяркуем, што ваш працэс можа ўключаць:
- Вытворчасць паўправаднікоў пры высокіх тэмпературах (такая як дыфузія, анілінг або эпітаксіальны рост Si/SiC-прылад)
- Вытворчасць фотаэлектрычных элементаў (такія як працэсы пасівацыі або сінтэру сонечных элементаў PERC/TOPCon)
- Даследаванні перадавых матэрыялаў (такіх як нітрыд галію і іншыя шыроказарадныя паўправаднікі)
Каб даць больш дакладныя рэкамендацыі, калі ласка, пацвердзіце наступную інфармацыю:
- Дыяпазон тэмператур працэсу і газавае асяроддзе (напрыклад, O₂, N₂, H₂)
- Тып апрацоўваемых узораў (напрыклад, крэмніевыя пласціны, эпітаксійныя слаі і г.д.)
II. Аналіз прычын змяншэння тэрміну службы пераносчыка
Пасля аналізу праблема можа быць выклікана ўзаемадзеяннем кварцавай трубкі, фланецавых кампанентаў і ўмоў працэсу.
1. Уплыў кварцавай трубкі
(1) Чысціня матэрыялу і дамешкі
- Металічныя дамешкі (Fe, Cu, Na і г.д.):
Металічныя іёны ў кварцавых трубках пры высокіх тэмпературах могуць дыфундаваць у крэмніевыя пласціны або эпітаксіяльныя слаі, станаўваючыся цэнтрамі рэкамбінацыі носьбітаў і значна змяншаючы іх час жыцця.
Ключавы паказчык: Змест металічных дамешак павінен кантралявацца (напрыклад, ≤1 ppm; для кварцавых труб ультравысокай чысціні патрабуецца ≤0,1 ppm). - Змест гідраксільных (OH⁻) груп:
Гідраксільныя групы могуць паглынаць энергію ў ультрафіялетавым дыяпазоне, што патэнцыйна ўплывае на фатагенерацыю насільнікаў, асабліва ў сонечна-электрычных элементах або ў УФ-датчыках.
Рэкамендацыя: Выберыце нізкагідраксільныя кварцавыя трубкі (напрыклад, сінтэтычны кварц, OH⁻ < 5 ppm).
(2) Канструкцыйныя дэфекты і тэрмічная стабільнасць
- Мікратрэшчыны або дэвітрыфікацыя:
Пры высокіх тэмпературах кварцавыя трубы могуць дэвітрыфікавацца (напрыклад, утвараючы крыштабаліт) або на іх паверхні могуць з'явіцца трэшчыны ад тэрмічнага напружання, што вызваляе часцінкі, якія забруджваюць працоднае асяроддзе.
Сувязь з тэрмінам службы пераносчыка: Часткіцы, якія прымацоўваюцца да паверхні пласціны, павялічваюць хуткасць інтэрфейснай рэкамбінацыі.
2. Уплыў фланцавых і ўшчыльняльных кампанентаў
(1) Сумяшчальнасць матэрыялаў
- Забруджванне металічнай фланцы:
Фланцы з нержавеючай сталі або з нікелевай асновы пры высокіх тэмпературах могуць вылучаць металічныя пары (напрыклад, Cr, Ni), якія могуць пераносіцца праз газавую фазу і забруджваць унутраную сценку кварцавай трубкі або ўзор.
Прыклад: Пры эпітаксіальным росце на SiC металічнае забруджванне можа павялічыць шчыльнасць інтэрфейсных станаў і паменшыць час жыцця носьбітаў.
Альтэрнатыва: Выкарыстоўвайце керамічныя фланцы (напрыклад, з Al₂O₃) або металічныя фланцы з плацінавым пакрыццём.
(2) Прадукцыйнасць герметызацыі
- Цячы, якія выклікаюць акісленне/забруджванне:
Нягерметычнае злучэнне паміж фланцам і кварцавай трубкай можа прывесці да траплення кіслароду або вільгаці, які пры высокай тэмпературы рэагуе з крэмніем, утвараючы дэфектны слой SiO₂, што павялічвае паверхневую рэкамбінацыю.
Метад выяўлення: Выкарыстайце геліевы мас-спектраметрычны дэтэктар уцечак для праверкі герметычнасці (хуткасць уцечкі < 1×10⁻⁹ мбар·л/с).
3. Узаемадзеянні на ўзроўні сістэмы
(1) Кварцавая труба – фланец
- Разбежванне каэфіцыентаў цеплавога пашырэння (КТП):
Кварц (КАТ ~0,55×10⁻⁶/°C) і металічныя фланцы (напрыклад, з нержавеючай сталі, КАТ ~16×10⁻⁶/°C) могуць падвяргацца дэфармацыі ад напружанняў пры высокіх тэмпературах, што патэнцыйна можа выклікаць мікраўцечкі або выпадзенне часціц.
Паляпшэнне дызайну: Выкарыстоўвайце градыентную герметычную канструкцыю (напрыклад, пераходную графітавую пракладку) або эластычныя герметычныя матэрыялы (напрыклад, Вітан, тэрмаўстойлівы (<200°C)).
(2) Перашкоды ў патоку газу
- Турбулентнасць, выкліканая фланецнай канструкцыяй:
Няправільны ўнутраны дыяметр фланца або вострыя краі могуць парушыць плынь працоўнага газу, ствараючы лакальную нераўнамернасць тэмпературы ў кварцавай трубцы і ўплываючы на раўнамернасць дапавання, што ўскосна ўплывае на час жыцця носьбітаў.
III. Рэкамендаваныя рашэнні
| Асноўная прычына | Меры паляпшэння |
|---|---|
| Забруджванне металам кварцавай трубкі | Перайдзіце на сінтэтычныя кварцавыя трубкі ультравысокай чысціні (металічныя дамешкі <0,1 ppm). |
| Металічная пара з фланца | Замяніць на керамічныя фланцы або плацінавыя металічныя фланцы. |
| Запячатаванне працёкаў | Выкарыстоўвайце падвойныя О-падобныя пракладкі + праверку на герметычнасць геліем, або ўжывайце металічныя ўшчыльненні (напрыклад, медныя пракладкі для УГП). |
| Тэрмічнае напружанне дэвітрыфікацыі | Выберыце кварцавыя трубкі высокай чысціні або кварцавыя трубкі з тытанавай даважкай і кантралюйце хуткасць награвання/ахалоджвання (≤5°C/хв). |
Кароткі змест:
Змяншэнне тэрміну службы носьбіта можа быць вынікам сукупнага ўздзеяння нечистат у кварцавай трубцы, забруджвання фланцаў і канструктыўных недахопаў сістэмы. Для карэннага вырашэння праблемы аптымізацыя павінна быць узгоднена ў трох сферах — чысціні матэрыялаў, надзейнасці ўшчыльненняў і цеплавой сумяшчальнасці. Мы рэкамендуем заказчыку прадаставіць больш падрабязныя звесткі пра працэс (такія як тэмпературныя профілі і тыпы газаў), каб забяспечыць дакладныя рэкамендацыі па кампанентах.
IV. Прапановы па дыягностыцы для кліента
- Партыйнае выпрабаванне кварцавых труб:
Патрабуйце ад пастаўшчыкоў прадастаўляць справаздачы ICP-MS (металічныя дамешкі) і FTIR (змест гідраксільных груп). - Праверка фланца і ўшчыльнення:
Пацвердзіце матэрыял фланца, тэмпературную ўстойлівасць ушчыльняльнага кольца і праверце на наяўнасць высокатэмпературнага абяскольвання (сляды металічнага выпару). - Разгляд параметраў працэсу:
- Праграма кантролю тэмпературы: Абмежаваць хуткасць нагрэву/ахалоджвання не больш як 5°C/хв.
- План папярэдняга лячэння: Перад эксперыментамі адбяліце або ачысціце кварцавыя трубкі кіслатой, каб выдаліць паверхневыя забруджванні.
- Кантроль працэсу: Параўнайце, ці супадае змяншэнне тэрміну службы нёсца з зменамі ў партыях кварцавых труб/фланцаў або з карэкціроўкамі тэмпературы працэсу.
V. Гарантыйная палітыка
Мы даем наступную гарантыю:
З-за крохкай прыроды кварцавых вырабаў і складанасці ўмоў іх прымянення мы не прапануем афіцыйных пунктаў гарантыі якасці. Аднак мы абавязуемся актыўна дапамагаць у аналізе першапрычын, калі ўзнікаюць праблемы. Калі кліент выявіць якую-небудзь анамальную сітуацыю, мы можам дапамагчы ў яе ацэнцы і правесці ўнутраную ацэнку на аснове канкрэтнай інфармацыі. Для аналізу мы можам запытаць наступнае:
- Фотаздымкі або відэа праблемнага месца
- Кароткае апісанне ўмоў працэсу пры выкарыстанні (напрыклад, тэмпература, атмасфера)
- Іншыя апісанні, карысныя для дыягностыкі
VI. Дадатковыя гарантыйныя меры ў дадзеным выпадку
- Праверка на герметычнасць перад адпраўкай: Злучыце кварцавую трубку з фланцам (мы таксама можам прадаставіць фланцы), падаграйце ціск да намінальнага значэння (або ўказанага заказчыкам), і ўтрымлівайце ціск больш за 2 гадзіны, каб пераканацца ў адсутнасці працёку (мы можам падзяліцца працэсам выпрабаванняў).
- Праверка цеплавога супраціву перад адпраўкай: Пасля вытворчасці кожная кварцавая трубка будзе праходзіць 24-гадзінную адпалку пры тэмпературы 1000±50°C для забеспячэння тэрмаўстойлівасці (бесперапынная эксплуатацыйная тэмпература 1000°C, кароткачасовая — да 1200°C).
- Служба персаналізацыі: Падбярыце характарыстыкі кварцавай трубы/фланца ў адпаведнасці са структурай рэакцыйнай камеры.
- Тэхнічнае абслугоўванне: Калі будуць прадастаўлены крывыя тэмпературы і суадносіны газаў, мы зможам дакладна адпавядаць эксперыментальнаму плану.
Мы з нецярпеннем чакаем супрацоўніцтва з вамі для вырашэння гэтай праблемы. Калі ласка, паведаміце нам зручны час для далейшай камунікацыі.
З павагай,
Пастаўшчык кварцавых труб | Трубы і награвальныя элементы на замову | GlobalQT