石英るつぼ: 太陽光発電に欠かせない容器, 半導体およびその他の産業
1. 石英るつぼを理解する
石英るつぼは純度が高いという利点があります, 強い耐熱性, 大きいサイズ, 高精度, そして優れた保温性. 特にシリコン結晶成長の過程で, 石英るつぼはかけがえのないキーコンポーネントになりました!
石英るつぼは1450℃以下で使用でき、2種類に分けられます: 透明と不透明. 初期の石英るつぼはすべて透明でした. この透明な構造により、熱伝達条件が不均一になりやすく、インゴットの成長が困難になりました。, そのため、この種の坩堝は排除されました.
現在のところ, 半透明の石英るつぼは、単結晶シリコンの大口径引上げや大規模集積回路の開発に欠かせない基本材料です。. 今日, 世界の半導体産業の先進国は、小さな透明な石英るつぼをこのるつぼに置き換えました. 半透明の石英るつぼは高純度の利点があります, 強い耐熱性, 大型で高精度, 優れた保温性, 省エネと安定した品質.
2. 石英るつぼの製造工程
さまざまな調製プロセスと用途に応じて, 石英るつぼは、アーク石英るつぼと石英セラミックるつぼに分けられます. アーク石英るつぼは、主にチョクラルスキー単結晶シリコンに使用されます。, アーク製法 (あれは, 半導体分野で使用される);
石英セラミックるつぼは、主に多結晶シリコンインゴットに使用されます, グラウトや射出成形などの一般的なセラミック製造方法を使用.
大口径単結晶シリコン (200mm以上) は基本的にチョクラルスキーによって生成されます (CZ) 方法. このような大きなサイズのシリコン結晶を成長させるには、より多くの時間とリソースが必要です。, 炉ごとのシリコン結晶成長の成功率を向上させることは非常に重要です.
チョクラルスキーシリコン結晶の成長中, 転位のない単結晶成長は、さまざまな理由で失敗する可能性があります, リソースと時間の大幅な損失につながる.
転位のない単結晶成長の失敗には多くの理由があります. 安定した成熟したチョクラルスキーシリコン単結晶炉の現状とその熱場設計, シリコン溶融物と直接接触する石英るつぼの純度と、成長中の小さなクリストバライト粒子の放出は、一般に、転位のない大きな直径のチョクラルスキー結晶の成長の失敗の主な理由の1つであると考えられています.
言い換えると, アーク石英るつぼの品質は、チョクラルスキー単結晶シリコンの品質に影響を与える主な要因です。. したがって, 大口径単結晶シリコンの品質要件の継続的な改善により、水晶製品および半導体材料の関連材料に対するより高い要件が提唱されています。.
珪砂検査など, 珪砂浄化, 初期アーク溶融検査, 外壁クリーニング, 切断高さ, 面取り, クリーニング, コーティング, 乾燥, 最終検査, 梱包, 運送, 等.
石英セラミックるつぼの2つの製造プロセスはほぼ同じです. しかし, 製造方法の違いにより, 2 つのプロセスをサポートする機器の選択は依然として異なります。.
(1) グラウトの製造工程
グラウト工法の一般的な製造工程: グラウト – 脱型 – 旋回 – 養生 – 初期検査 – 修理 – 乾燥 – か焼 – トリミング – 最終検査 – 梱包
射出成形の脱型時間は一般的に 8 時間, 成形効率が比較的低い, 出力が大きすぎてはいけません.
(2) 射出凝固法の製造工程
注入凝固法の一般的な製造工程: グラウト – 脱型 – 旋回 – 初期検査 – 修理 – 乾燥 – か焼 – トリミング – 最終検査 – 梱包
グラウト工法は石膏型の吸水乾燥に頼っているため, 脱型時間が長く、生産効率が低い.
鋼製金型を使用した射出成形法, しかし、製品成分に添加物があります. グリーンボディは、製造プロセス中に迅速に固化および形成できます, 強度の向上と迅速な脱型が容易. そして脱型後のグリーンボディの強度が高い, 硬化炉による硬化が不要.
上記の比較分析から、2 つの製造プロセスは射出凝固法のみであり、成形体を硬化させるための硬化炉を必要としないことがわかります。, 処理の流れは基本的に同じです.
3. 石英るつぼの使用とメンテナンス
石英るつぼの主な化学組成は二酸化ケイ素です, フッ化水素酸以外の他の酸と相互作用しない, 苛性アルカリやアルカリ金属炭酸塩と相互作用しやすい;
石英ルツボは熱安定性が良く、炎上で直接加熱可能;
石英るつぼは割れやすい, それらを使用するときは注意してください;
石英るつぼは硫酸水素カリウムを使用できます (ナトリウム), チオ硫酸ナトリウム (で乾燥 212 ℃) フラックスとして, 溶融温度を超えてはなりません 800 ℃.
4. 石英るつぼの需要分析
寿命に関しては, 石英ルツボの理想寿命は 400 時間+, そして最悪のケースは 300 時間. (注意: N型シリコンウェーハに対応する石英るつぼの寿命は、 50-100 P型シリコンウェーハよりも低い時間, あれは, P型シリコンウェーハ用石英るつぼの寿命は約 400 時間, N型シリコンウェーハの石英るつぼの寿命は、 300-350 時間).
単結晶炉の石英坩堝消費量: 現在のところ, P型シリコンウェーハの単結晶炉は平均 2 石英ルツボ/月 (720 時間) 家 24 年間石英るつぼ. 1GWシリコンウェーハの石英るつぼ消費量: 1GW182シリコンウェーハの生産能力は 100 単結晶炉, 約1GWのシリコンウェーハ出荷に対応 2400 石英るつぼ.
5. 概要
石英坩堝は主に半導体用, 太陽光発電およびその他の分野. 太陽光発電業界における高度な製品精度と急速な技術開発により、, 石英るつぼの純度と精度に対する要求はますます厳しくなっています.
