Sekiranya anda memerlukan bantuan, sila hubungi kami
Quartz Crucible adalah bekas tahan suhu tinggi khas yang diperbuat daripada silikon dioksida yang tinggi, yang memainkan peranan yang tidak dapat ditukar dalam peleburan suhu tinggi, pertumbuhan kristal dan pemurnian bahan. Sebagai fungsional penting dalam industri moden, kuarza Crucible memainkan peranan penting dalam fotovoltaik, semikonduktor, kaca optik dan industri lain dengan sifat fizikal dan kimia yang unik.
1. Ciri -ciri asas kuarza crucible
Ciri -ciri bahan
Bahan mentah teras kuarza kuarza adalah silikon dioksida yang tinggi. Kesuciannya adalah penunjuk utama untuk mengukur kualiti dan prestasi Quartz Crucible, dan mempunyai pengaruh tegas terhadap kestabilan, inertness kimia dan hayat perkhidmatan yang boleh dilepaskan dalam persekitaran suhu tinggi.
Dalam bidang perindustrian biasa, seperti pembuatan kaca, penembakan seramik dan industri lain, keperluan kesucian untuk crucibles kuarza agak longgar, tetapi biasanya mereka mesti mencapai lebih daripada 99.9%. Kuarza crucibles dari tahap kesucian ini dapat memenuhi keperluan asas untuk bekas suhu tinggi dalam proses pengeluaran perindustrian umum, seperti menahan suhu tinggi tertentu dan menentang hakisan bahan kimia biasa.
Dalam senario aplikasi ini, crucibles kuarza digunakan terutamanya untuk memegang bahan mentah kaca cair, bubur seramik dan bahan -bahan lain. Kesucian mereka dapat memastikan bahawa pada suhu yang agak rendah dan masa pemanasan yang singkat, tidak akan ada kesan buruk yang signifikan terhadap kualiti produk akibat kehadiran kekotoran.
Walau bagaimanapun, dalam bidang teknologi mewah seperti semikonduktor dan fotovoltaik, keperluan kesucian untuk crucibles kuarza telah mencapai tahap yang hampir menuntut. Kesucian silika di kuarza kuarza kesucian ultra tinggi sangat tinggi, dan kandungan kekotoran perlu dikawal dengan ketat di peringkat PPM (bahagian per juta). Ini kerana dalam industri semikonduktor dan fotovoltaik, bahan -bahan yang diproses sangat sensitif terhadap kekotoran. Malah jumlah kekotoran boleh menyebabkan masalah yang serius seperti kecacatan kristal dan kemerosotan prestasi elektrik, sehingga mempengaruhi prestasi dan hasil produk akhir.
Sebagai contoh, semasa pertumbuhan silikon kristal tunggal, kuarza kuarza digunakan sebagai bekas untuk bahan silikon. Kekotoran di dalamnya boleh meresap ke dalam kristal silikon, yang mempengaruhi kesucian dan sifat elektrik kristal silikon, dan dengan itu mempengaruhi kecekapan penukaran sel solar dan prestasi peranti semikonduktor. Oleh itu, untuk memenuhi keperluan industri-industri mewah ini, crucibles kuarza kesucian ultra tinggi dikawal ketat dari segi pemilihan bahan mentah, kawalan proses pengeluaran, dan pemeriksaan kualiti untuk memastikan kesucian mereka mencapai standard yang sangat tinggi.
Bentuk fizikal
Quartz Crucibles adalah telus atau lut dalam penampilan, dan harta optik yang unik ini berkait rapat dengan mikrostruktur dalamannya. Crucibles kuarza kemelut tinggi biasanya mempunyai ketelusan yang tinggi kerana mereka mempunyai sedikit kekotoran dalaman dan struktur kristal yang agak lengkap, dan cahaya kurang bertaburan dan diserap apabila ia menyebarkan ke dalam.
Ini kuarza kuarza yang tinggi tidak hanya cantik dalam penampilan, tetapi juga dapat memberikan pandangan yang jelas dalam beberapa eksperimen dan produksi yang memerlukan pemerhatian terhadap keadaan bahan cair atau proses reaksi, yang mudah bagi pengendali untuk memantau secara real time.
Sebaliknya, jika kuarza kuarza mengandungi gelembung jejak atau kekotoran lain, cahaya akan menemui lebih banyak antaramuka yang bertaburan semasa penyebaran, menyebabkan cahaya menyebarkan dan mencerminkan, menjadikan lantang atau legap. Kehadiran gelembung bukan sahaja mempengaruhi ketelusan yang boleh dilepaskan, tetapi juga mungkin mempunyai kesan buruk terhadap kekuatan dan kestabilan krus pada suhu tinggi. Sebagai contoh, semasa pemanasan suhu tinggi, gelembung boleh berkembang atau pecah, menyebabkan keretakan atau kerosakan pada permukaan yang boleh dipertahankan, sehingga mempengaruhi kehidupan dan keselamatan perkhidmatannya.
Rawatan permukaan
Crucibles kuarza moden sering dirawat dengan salutan khas di dinding dalaman. Bahan salutan yang paling biasa adalah silikon nitrida, yang secara efektif dapat menghalang bahan cair daripada mematuhi dinding batin yang boleh dibasuh, dan juga dapat memperluaskan hayat perkhidmatan yang boleh dikurangkan ke tahap tertentu. Keseragaman dan lekatan salutan adalah petunjuk penting kualiti yang boleh dilepaskan.
2. Kelebihan prestasi kuarza crucibles
Rintangan haba yang sangat baik
Quartz Crucibles Lakukan dengan baik dalam persekitaran kerja suhu tinggi. Struktur molekul silikon dioksida yang unik memberikan kestabilan suhu tinggi yang sangat baik dan dapat mengekalkan integriti struktur di bawah keadaan suhu tinggi yang berterusan. Rintangan haba ini disebabkan oleh mod ikatan ikatan silikon-oksigen khas bahan kuarza, yang mempunyai tenaga ikatan yang tinggi dan struktur yang stabil.
Dalam aplikasi praktikal, crucibles kuarza dapat menahan persekitaran suhu tinggi yang diperlukan untuk logam lebur atau pertumbuhan kristal untuk masa yang lama tanpa melembutkan dan ubah bentuk, yang jauh lebih baik daripada produk seramik biasa. Perlu diingat bahawa kestabilan suhu tinggi kuarza kuarza tidak hanya dapat dilihat dalam rintangan suhu statik, tetapi juga dalam proses perubahan suhu dinamik. Ia boleh mengekalkan sifat mekanikal yang baik, yang sukar bagi banyak bahan lain untuk dicapai.
Kestabilan kimia yang sangat baik
Kekurangan kimia kuarza kuarza sangat luar biasa. Dalam persekitaran peleburan yang sama, ia menunjukkan ketahanan kakisan yang sangat baik terhadap kebanyakan bahan kimia. Terutamanya dalam media berasid, kuarza crucibles Hampir tidak bertindak balas dengan asid tak organik biasa, yang memastikan kesucian proses peleburan. Sudah tentu, perlu ditegaskan bahawa bahan kuarza lebih sensitif terhadap beberapa asid kuat seperti asid hidrofluorik dan asid fosforik panas, dan juga mudah ditanam dalam persekitaran alkali yang kuat.
Kestabilan kimia selektif ini menjadikan kuarza crucibles sebagai pilihan yang tidak dapat ditukar dalam bidang seperti semikonduktor dan fotovoltaik yang memerlukan kesucian yang sangat tinggi. Dalam penggunaan sebenar, inertness kimia ini bukan sahaja memastikan kestabilan proses, tetapi juga mengelakkan risiko pencemaran mencairkan.
Sifat terma yang baik
Ciri -ciri fizikal terma bahan kuarza agak unik. Koefisien pengembangan terma sangat rendah, yang bermaksud bahawa saiz perubahan kuarza yang sangat kecil sangat sedikit semasa proses kenaikan suhu dan kejatuhan. Ciri ini membawa dua kelebihan penting: Pertama, ia dapat mengekalkan kestabilan dimensi yang baik semasa berbasikal suhu; Kedua, ia mengurangkan risiko kerosakan struktur yang disebabkan oleh tekanan haba.
Walaupun kuarza crucibles mempunyai keupayaan tertentu untuk menahan kejutan haba, pengguna masih perlu berhati -hati untuk mengelakkan perubahan suhu drastik, kerana kejutan haba yang cepat mungkin masih menyebabkan mikrokrek. Dalam operasi sebenar, adalah disyorkan untuk mengamalkan program pemanasan dan penyejukan secara beransur -ansur, yang dapat memaksimumkan kelebihan prestasi terma kuarza crucibles dan memperluaskan hayat perkhidmatan mereka.
Jaminan kesucian
Kesucian Tinggi adalah salah satu ciri yang paling membanggakan kuarza crucibles. Quartz Crucibles yang dihasilkan menggunakan proses pembersihan lanjutan boleh mempunyai tahap kekotoran yang sangat rendah. Kelebihan kesucian ini penting untuk proses seperti pertumbuhan kristal semikonduktor yang memerlukan kesucian bahan yang sangat tinggi.
Jaminan kesucian kuarza crucibles terutama dicerminkan dalam tiga aspek: pertama, bahan mentah ditapis dengan ketat dan disucikan; Kedua, proses pembuatan dijalankan dalam persekitaran yang bersih; Dan akhirnya, produk siap menjalani pelbagai ujian kesucian. Kawalan kualiti yang komprehensif ini memastikan bahawa kuarza kuarza tidak akan menjadi sumber pencemaran semasa digunakan.
Keperluan kesucian untuk bidang aplikasi yang berbeza juga berbeza -beza. Aplikasi semikonduktor mewah biasanya memerlukan crucibles kuarza kesucian tertinggi, sementara beberapa aplikasi perindustrian dapat melonggarkan piawaian dengan sewajarnya.
| Kelebihan prestasi | Penerangan |
| Rintangan haba yang sangat baik | Quartz Crucibles perform well in high-temperature working environments, and their unique silicon dioxide molecular structure gives them excellent high-temperature stability. They can maintain structural integrity under continuous high-temperature conditions and maintain good mechanical properties during dynamic temperature changes. |
| Kestabilan kimia yang sangat baik | Quartz Crucibles are extremely chemically inert and show excellent corrosion resistance to most chemicals in common smelting environments, especially in acidic media, where they hardly react with inorganic acids. However, they are more sensitive to a few strong acids such as hydrofluoric acid and hot phosphoric acid. |
| Sifat terma yang baik | Pekali pengembangan terma bahan kuarza sangat rendah, yang menjadikan saiznya berubah sedikit semasa proses pemanasan dan penyejukan, dan mempunyai kestabilan dimensi yang baik dan ketahanan terhadap tekanan haba. Walau bagaimanapun, perubahan suhu drastik mesti dielakkan untuk mencegah penjanaan mikrokrek. |
| Jaminan kesuciand | Quartz Crucibles manufactured using advanced purification processes have extremely low impurity content and are suitable for processes such as semiconductor single crystal growth that require extremely high material purity. Its purity advantage is reflected in the selection of raw materials, clean environment manufacturing, and multiple testing. |
3. Gambaran keseluruhan proses pembuatan
Pembuatan kuarza crucibles adalah proses yang tepat dan kompleks yang melibatkan pelbagai pautan proses utama. Yang pertama ialah peringkat penyediaan bahan mentah. Pembuatan crucibles kuarza berkualiti tinggi mesti bermula dengan pemeriksaan bahan mentah yang ketat. Bijih kuarza berkualiti tinggi perlu melalui pelbagai proses pemeriksaan fizikal seperti klasifikasi saiz zarah, pemisahan magnet dan penyingkiran besi, dan pembersihan pengapungan.
Kemudian rawatan penyucian kimia yang mendalam dijalankan, termasuk proses mencuci asid, pengklorinan suhu tinggi dan pembersihan air ultrapure, untuk memastikan bahawa kesucian bahan mentah mencapai lebih daripada 99.99%. Bahan mentah yang disucikan perlu lulus pelbagai prosedur kawalan kualiti seperti pengesanan ICP-MS, analisis saiz zarah laser dan ujian kandungan kelembapan untuk meletakkan asas untuk pemprosesan berikutnya.
Pencetakan lebur adalah pautan teras dalam proses pembuatan. Pada masa ini, dua laluan proses utama adalah kaedah arka dan kaedah lebur. Pengeluaran kaedah ARC dijalankan dalam persekitaran vakum yang tinggi, menggunakan sistem elektrod grafit yang tinggi, dan pasir kuarza dicairkan dengan tepat mengawal tenaga arka, dan kemudian sistem sentrifugal yang dikawal oleh komputer digunakan untuk mencapai acuan seragam.
Proses ini memerlukan pemantauan masa nyata pengagihan medan suhu untuk memastikan kestabilan keadaan cair. Kaedah lebur menggunakan relau khas dengan kawalan zon pelbagai suhu, mencairkan di bawah suasana pelindung, menggunakan acuan grafit ketepatan tinggi untuk membentuk, dan akhirnya menghapuskan tekanan dalaman melalui proses penyejukan kecerunan. Kedua -dua proses mempunyai kelebihan mereka sendiri dan sesuai untuk pengeluaran crucibles spesifikasi dan kegunaan yang berbeza.
Kosong kosong yang terbentuk perlu melalui satu siri proses pemesinan dan rawatan permukaan ketepatan. Pemesinan termasuk pemangkasan ketepatan CNC, rawatan permukaan dalaman dan rawatan kelebihan untuk memastikan ketepatan dimensi dan kualiti permukaan. Teknologi salutan permukaan amat kritikal, dan proses maju seperti penyemburan plasma atau pemendapan wap kimia CVD digunakan untuk membentuk lapisan pelindung silikon nitrida yang seragam dan padat pada dinding dalaman yang boleh dikendalikan.
Proses khas seperti pembersihan ultrasonik, rawatan pengaktifan permukaan dan rawatan anti-statik diperlukan untuk meningkatkan lagi prestasi produk. Langkah -langkah pemprosesan yang baik ini secara langsung berkaitan dengan hayat perkhidmatan dan kestabilan proses yang boleh dilepaskan.
Untuk memastikan kualiti produk, sistem pemeriksaan kualiti lengkap telah ditubuhkan. Pengesanan dimensi menggunakan teknologi seperti pengimbasan laser tiga dimensi, ujian bulat ketepatan tinggi dan pengukuran ketebalan ultrasonik untuk mencapai kawalan digital bersaiz penuh.
Ujian prestasi termasuk ujian ubah bentuk suhu tinggi, ujian kejutan haba dan analisis kesucian untuk mensimulasikan keadaan penggunaan sebenar untuk mengesahkan kebolehpercayaan produk. Pautan ujian yang tidak merosakkan menggunakan teknologi seperti pengesanan kecacatan sinar-X, ujian ultrasonik dan penyortiran automatik optik untuk memastikan produk itu tidak mempunyai kecacatan dalaman. Setiap pautan ujian mempunyai piawaian kualiti yang ketat, dan produk yang tidak layak akan diasingkan dan diproses dengan segera.
4. Kawasan Permohonan Utama
Aplikasi Industri Photovoltaic:
Dalam rantaian industri fotovoltaik, kuarza crucibles memainkan peranan utama, terutamanya dalam pertumbuhan silikon kristal tunggal. Apabila menggunakan kaedah Czochralski untuk menghasilkan silikon kristal tunggal, kuarza kuarza, sebagai bekas silikon cair, perlu menahan persekitaran suhu tinggi lebih daripada 1600 ° C. Keistimewaan crucibles kuarza gred fotovoltaik adalah: pertama, dinding dalamannya biasanya perlu disalut dengan salutan silikon nitrida, yang dapat menghalang silikon mencairkan dari melekat ke dinding yang boleh dikendalikan dan secara efektif mengawal penembusan kandungan oksigen; Kedua, disebabkan oleh keperluan kesucian yang melampau pertumbuhan silikon kristal tunggal, yang boleh diperbuat daripada pasir kuarza kesucian ultra tinggi, dan kandungan kekotoran logam mesti dikawal pada tahap PPB.
Perlu diingat bahawa di bawah keadaan kerja suhu tinggi yang berterusan, kuarza kuarza secara beransur-ansur akan mengkristal dan membentuk fasa kuarza, yang akan mengurangkan kekuatan mekanikal yang boleh dikawal. Oleh itu, crucibles photovoltaic biasanya direka sebagai produk boleh guna, dan perlu dicabut baru untuk digantikan untuk setiap relau pertumbuhan silikon kristal tunggal.
Aplikasi Pembuatan Semikonduktor:
Industri semikonduktor telah mengemukakan keperluan teknikal yang lebih ketat untuk crucibles kuarza. Dalam proses penyediaan kristal tunggal silikon untuk litar bersepadu, crucibles kuarza bukan sahaja memastikan kesucian yang sangat tinggi, tetapi juga mempunyai kestabilan haba yang sangat baik dan ketepatan dimensi.
Ciri-ciri khas crucibles gred semikonduktor adalah: pertama, penyediaan oleh kaedah arka perlu dijalankan di bawah perlindungan argon kesucian ultra tinggi untuk mengelakkan sebarang pencemaran yang mungkin; Kedua, proses rawatan permukaan dalaman lebih canggih, dan ketebalan salutan perlu dikawal pada ketepatan tahap mikron; Ketiga, terdapat keperluan yang ketat untuk sejarah terma yang boleh dikendalikan, dan ia mesti memastikan bahawa tiada bahan yang tidak menentu akan dikeluarkan pada suhu tinggi.
Dengan pengurangan berterusan dalam saiz peranti semikonduktor, keperluan kualiti untuk crucibles kuarza terus meningkat, terutamanya dalam mengurangkan kecacatan mikro dan mengawal kandungan oksigen. Cabaran baru telah ditimbulkan.
Permohonan Penyediaan Bahan Khas:
Dalam bidang bahan khas, kuarza crucibles Tunjukkan nilai aplikasi yang unik. Dalam peleburan logam berharga, seperti pemurnian logam kumpulan platinum, keterangkuman kimia crucibles kuarza dapat memastikan bahawa logam tidak tercemar; Dalam pembuatan kaca khas, seperti kaca optik dan kaca laser, kesucian yang tinggi dari crucibles kuarza memastikan transmisi cahaya kaca; Dalam proses pertumbuhan kristal laser, seperti YAG, nilam dan kristal lain, kuarza crucibles dapat menyediakan persekitaran lebur yang stabil.
Keperluan khas aplikasi ini untuk crucibles termasuk: merancang bentuk geometri tertentu untuk ciri -ciri cair yang berbeza; Membangunkan salutan khas untuk meningkatkan ciri antara muka; dan mengoptimumkan pengagihan medan terma mengikut keperluan proses. Dalam beberapa kesempatan khas, crucibles kuarza telus juga diperlukan untuk melihat proses lebur.
Penggunaan Eksperimen Penyelidikan Saintifik:
Dalam bidang penyelidikan sains bahan, kuarza crucibles adalah alat eksperimen yang sangat diperlukan. Ciri -ciri crucibles makmal adalah: pelbagai spesifikasi, mulai dari beberapa mililiter hingga beberapa liter; Reka bentuk yang baik, ada yang dilengkapi dengan penutup struktur khas dan lubang; Keperluan kesucian yang ketat, terutamanya apabila digunakan untuk sintesis nanomaterial.
Nilai khas crucibles gred penyelidikan saintifik terletak pada: Pertama, mereka dapat memenuhi keperluan alam sekitar khas dalam penyelidikan dan pembangunan bahan-bahan baru, seperti vakum ultra tinggi atau suasana istimewa; Kedua, mereka dapat menahan beberapa keadaan eksperimen yang melampau, seperti kenaikan suhu pesat dan kejatuhan atau persekitaran menghakis yang kuat; Ketiga, beberapa crucibles penyelidikan juga mengintegrasikan fungsi khas seperti pengukuran suhu dan pemerhatian.
Dengan perkembangan sains bahan, penyelidikan saintifik kuarza crucibles sedang berkembang ke arah fungsian dan kecerdasan, seperti pembangunan crucibles komposit dengan fungsi pemangkin, atau crucibles pintar dengan sensor bersepadu.
Aplikasi dalam bidang yang baru muncul:
Sebagai tambahan kepada aplikasi tradisional, kuarza crucibles juga menunjukkan prospek yang luas dalam bidang teknologi baru muncul. Dalam penyediaan bahan semikonduktor generasi ketiga, crucibles kuarza perlu menyesuaikan diri dengan suhu pertumbuhan yang lebih tinggi; Dalam proses sintering bahan elektrod positif bateri lithium-ion, kestabilan crucibles kuarza dapat meningkatkan sifat bahan; Dalam penyelidikan dan pembangunan bahan perovskite fotovoltaik baru, crucibles kuarza menyediakan persekitaran tindak balas yang ideal.
Aplikasi baru ini telah mengemukakan keperluan baru untuk crucibles kuarza, termasuk pembangunan produk dengan gred suhu yang lebih tinggi, peningkatan kestabilan dalam persekitaran kimia tertentu, dan reka bentuk bentuk struktur yang lebih kompleks. Pada masa akan datang, dengan kejayaan teknologi bahan baru, skop aplikasi kuarza crucibles akan diperluaskan lagi.
5. Perbezaan antara kuarza crucible dan seramik atau grafit boleh
Kelebihan Kestabilan Kimia:
Kekurangan kimia dari Quartz Crucible sangat baik, yang terutamanya disebabkan oleh struktur kristal tetrahedral SiO2 tetrahedral yang stabil. Di bawah persekitaran lebur suhu tinggi, bahan kuarza tidak bertindak balas dengan kebanyakan cair logam, termasuk logam aktif seperti silikon dan aluminium. Hartanah ini amat penting dalam pembuatan semikonduktor, kerana pencemaran yang tidak diingini di bahagian per bilion boleh menyebabkan penurunan yang ketara dalam prestasi cip.
Sebagai perbandingan, crucibles seramik alumina bertindak balas dengan logam peralihan tertentu pada suhu tinggi, sementara grafit crucibles tidak dapat dielakkan memperkenalkan kekotoran karbon ke dalam cair. Perlu diingat bahawa crucibles kuarza sangat tahan terhadap asid bukan organik dan boleh menahan kakisan dari asid yang paling kuat kecuali asid hidrofluorik dan asid fosforik panas. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran alkali yang kuat, terutamanya di bawah keadaan suhu yang tinggi, kuarza akan secara beransur -ansur terhakis, yang memerlukan perhatian khusus apabila menggunakannya.
Kesesuaian untuk persekitaran suhu tinggi:
Kestabilan crucibles kuarza dalam atmosfera pengoksidaan suhu tinggi adalah kelebihannya yang signifikan. Dalam persekitaran udara, ia boleh berfungsi dengan stabil untuk masa yang lama pada suhu yang dekat dengan titik pelembutannya, sementara grafit crucible dengan cepat akan mengoksidakan dan kehilangan di bawah keadaan ini. Data eksperimen menunjukkan bahawa di bawah keadaan yang sama, hayat perkhidmatan kuarza kuarza dapat mencapai 5-10 kali dari grafit yang boleh dilepaskan.
Walaupun beberapa seramik khas seperti zirkonia juga boleh menahan suhu yang tinggi, mereka sering mengalami masalah perubahan fasa, mengakibatkan kestabilan haba yang dikurangkan. The Quartz Crucible bukan sahaja dapat mengekalkan bentuk yang stabil pada suhu tinggi, tetapi juga kekuatan mekanikalnya perlahan-lahan, yang menjadikannya sangat sesuai untuk proses suhu tinggi jangka panjang. Dalam persekitaran vakum, prestasi Quartz Crucible lebih baik, dan hampir tidak ada pencemaran yang tidak menentu dihasilkan.
Ciri -ciri prestasi terma:
Ciri -ciri fizikal terma bahan kuarza adalah unik. Koefisien pengembangan terma hanya kira-kira 1/10 daripada seramik biasa, yang menjadikannya hampir tidak jelas perubahan dimensi apabila suhu berubah. Ciri ini membawa dua kelebihan penting: pertama, semasa kitaran suhu, Quartz Crucible tidak mudah untuk menghasilkan keretakan tekanan haba; Kedua, pemadanan terma dengan peralatan sokongan lebih baik. Walau bagaimanapun, masih perlu untuk mengelakkan perubahan suhu pesat melebihi 300 ℃/min untuk mengelakkan kerosakan kejutan haba.
Sebaliknya, seramik biasa lebih mudah terdedah kepada mikrokrak semasa kitaran haba kerana pekali pengembangan terma yang lebih tinggi. Walaupun bahan grafit mempunyai kekonduksian terma yang baik, ciri -ciri pengembangan haba anisotropik mereka sering membawa kepada ubah bentuk struktur, yang mempengaruhi ketepatan penggunaan.
Jaminan Kemurnian:
Dalam bidang aplikasi kesucian ultra tinggi, kelebihan kesucian kuarza crucibles tidak boleh digantikan. Jumlah kandungan kekotoran pasir kuarza kemelut tinggi yang disediakan oleh proses pembersihan moden boleh dikawal di bawah 1ppm. Tahap kesucian ini penting untuk pertumbuhan kristal tunggal semikonduktor, kerana sebarang kekotoran asing mungkin menjadi sumber kecacatan kristal.
Sebaliknya, walaupun crucibles seramik kesucian tertinggi sukar untuk mengelakkan penghijrahan unsur -unsur pencemaran jejak, sementara crucibles grafit sentiasa mempunyai risiko pencemaran karbon. Dalam pengeluaran sebenar, crucibles kuarza gred semikonduktor juga perlu menjalani rawatan permukaan khas, seperti proses pembakaran suhu tinggi dan degassing, untuk mengurangkan risiko pencemaran permukaan. Kawalan kesucian yang ketat ini adalah asas untuk memastikan prestasi peranti.
Sifat Optik:
Ciri -ciri optik crucibles kuarza telus membawa kelebihan aplikasi yang unik. Dalam ultraviolet ke band inframerah berhampiran, transmisi kuarza kemelut tinggi melebihi 90%, yang membolehkan pengendali secara langsung memerhatikan status masa nyata proses lebur. Ciri visualisasi ini sangat penting untuk pembangunan proses dan kawalan proses. Sebagai contoh, dalam pertumbuhan silikon kristal tunggal, morfologi antara muka pepejal boleh diperhatikan secara intuitif.
Sebaliknya, crucibles seramik dan grafit benar -benar legap dan hanya boleh dipantau dengan cara tidak langsung. Pembuatan maju moden juga telah membangunkan crucibles kuarza dengan tingkap pemerhatian untuk memenuhi keperluan pemerhatian proses khas. Perlu diingat bahawa kuarza telus secara beransur -ansur kehilangan ketelusan pada suhu tinggi, yang disebabkan oleh penghabluran, tetapi ini biasanya tidak menjejaskan fungsi asasnya.
Ciri -ciri Permukaan:
Yang dirawat khas Quartz Crucible Permukaan mempunyai prestasi yang sangat baik. Melalui teknologi seperti pemendapan wap kimia yang dipertingkatkan plasma, salutan nitrida silikon skala nano boleh dibentuk di permukaan dalaman yang boleh dibuang. Lapisan ini bukan sahaja dapat menghalang lekatan cair secara berkesan, tetapi juga menghalang pembubaran kuarza ke dalam cair.
Eksperimen menunjukkan bahawa salutan yang dioptimumkan dapat memperluaskan hayat perkhidmatan yang boleh dikendalikan oleh lebih daripada 30%. Sebaliknya, pengubahsuaian permukaan crucibles seramik lebih sukar, sementara crucibles grafit memerlukan rawatan anti-pengoksidaan yang kompleks. Teknologi kejuruteraan permukaan moden juga telah membangunkan teknologi lapisan peralihan kecerunan, yang meningkatkan kekuatan ikatan antara salutan dan substrat, meningkatkan prestasi. Teknologi rawatan permukaan ini adalah jaminan utama bagi kuarza yang boleh dibina untuk bekerja dengan stabil di bawah keadaan yang keras.
| Kategori Prestasi | Quartz Crucible | Crucibles seramik | Graphite Crucible |
| Kestabilan kimia | Ia sangat tidak aktif secara kimia, dengan struktur tetrahedral SIO₂ stabil yang tidak dapat bertindak balas dengan kebanyakan cair logam, yang sangat penting dalam pembuatan semikonduktor. Ia mempunyai rintangan yang kuat terhadap asid bukan organik (kecuali asid hidrofluorik dan asid fosforik panas). Walau bagaimanapun, ia mudah berkarat dalam persekitaran alkali yang kuat. | Boleh bertindak balas dengan logam peralihan tertentu pada suhu tinggi dan memerlukan lapisan tambahan untuk mencegah kakisan. | Memperkenalkan kekotoran karbon ke dalam cair, yang mempengaruhi kesucian. |
| Kesesuaian ke persekitaran suhu tinggi | Ia mempunyai kestabilan yang baik dalam suasana pengoksidaan suhu tinggi, dan hayat perkhidmatannya dapat mencapai 5-10 kali ganda dari grafit grafit. Terdapat hampir tiada pencemaran yang tidak menentu dalam persekitaran vakum. | Mudah untuk melembutkan dan ubah bentuk pada suhu tinggi, kestabilan terma yang lemah. | Cepat mengoksidakan dan kehilangan atmosfera pengoksidaan suhu tinggi. |
| Sifat terma | Ia mempunyai pekali pengembangan haba yang rendah (kira -kira 1/10 seramik biasa), perubahan dimensi kecil, dan risiko rendah keretakan tekanan haba. Walau bagaimanapun, perubahan suhu pesat (> 300 ℃/min) mesti dielakkan. | Koefisien pengembangan haba adalah besar, dan mikrokrak mudah dihasilkan semasa kitaran haba. | Kekonduksian terma yang baik, tetapi pengembangan haba anisotropik boleh menyebabkan ubah bentuk struktur. |
| Jaminan kesucian | Kandungan kekotoran boleh dikawal di bawah 1ppm, yang sesuai untuk aplikasi kesucian ultra tinggi seperti pertumbuhan kristal tunggal semikonduktor. | Adalah sukar untuk mencapai tahap kesucian kuarza crucibles, dan mungkin ada penghijrahan pencemaran. | Risiko pencemaran karbon, tidak sesuai untuk proses dengan keperluan kesucian yang sangat tinggi. |
| Sifat optik | Crucible Quartz yang telus mempunyai transmisi> 90% dalam ultraviolet ke band inframerah berhampiran, yang mudah untuk mengamati proses lebur. | Sepenuhnya legap dan tidak dapat diperhatikan secara langsung. | Sepenuhnya legap dan tidak dapat diperhatikan secara langsung. |