石墨熱場介紹

石墨熱場
石墨熱場簡單的說就是用來拉單晶硅的整套石墨加熱系統(tǒng)。最常見的是18寸的石墨熱場。
熱場的組成部分如加熱器、三瓣堝、石墨托、熱屏等均由石墨加工而成。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常能碰到加熱器件損壞的現(xiàn)象，那么石墨器件損壞的原因是什么，應(yīng)該采取什么樣的措施來延長石墨器件的壽命呢？石墨器件的損壞，主要有人為和劣化兩個方面的原因。人為方面只要加強(qiáng)管理，強(qiáng)化員工防范意識，就可以將損失降到最低點(diǎn)。這里主要討論劣化。

首先我們來了解石墨的有關(guān)特性，
1.耐高溫性，石墨的熔點(diǎn)極高，在真空為3850度，在低壓下升華，升華溫度為2200度，與一般材料不同，當(dāng)溫度升高時石墨不但不軟化，強(qiáng)度反而增高，在2500度時，石墨的抗拉強(qiáng)度反而增加一倍。
2.特殊的抗熱震性，石墨的熱膨脹性具有各向異性，因而宏觀膨脹系數(shù)不大，在溫度驟變的情況下，石墨的體積變化也不大，再加上其良好的導(dǎo)熱性能，因而石墨的抗熱震性良好。
諸上兩點(diǎn)所述，石墨件應(yīng)該能夠長時間的在高溫下穩(wěn)定工作。
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多單晶硅生產(chǎn)廠家在石墨熱場的應(yīng)用都是比較熟練的，原因是有兩點(diǎn)：第一、石墨氈保溫效果好，厚度達(dá)到100毫米，有效的保證了徑向梯度溫度可能小的條件，第二、熱長達(dá)的原因可以是石墨坩堝的厚度達(dá)到250毫米，扎樣可以是上中下保溫桶的口徑也會足夠大，有充分的縱向的散熱功能。眾所周知石墨坩堝使用方法上的存在的問題就會導(dǎo)致石墨坩堝使用時間減少，從而也給生產(chǎn)商自己增加了成本。
在通常情況下，瓣堝與其他石墨器件如保溫罩、加熱器相比，都是同樣的材料、同一個廠家、同樣的工作環(huán)境，為什么使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于保溫罩和加熱器呢？ 三瓣堝的斷裂主要原因來自于石英坩堝。
1.由于熔硅的密度要大于固體硅，這樣在冷卻過程中，鍋底料會撐破石英坩堝，而石英坩堝是貼合于三瓣堝的，當(dāng)石英坩堝破裂而產(chǎn)生的應(yīng)力大于三瓣堝承受的應(yīng)力時，三瓣堝就會斷裂，這就是為什堝底料剩余過多會撐破三瓣堝的原因。
2.加熱時間過長、石英坩堝質(zhì)量不過關(guān)、原料酸堿度未達(dá)到要求，會導(dǎo)致漏硅和滲硅，熔硅滲入三瓣堝之間的縫隙之間冷卻后一是撐壞三瓣堝，二是使三瓣堝相互粘接，在清爐時，使其分離有可能造成斷裂。
3.在加熱過程中唯有三瓣堝的熱源來自兩個方面，一是加熱器的輻射，二是來自于石英坩堝的傳導(dǎo)，這就導(dǎo)致三瓣堝受熱不勻，加熱時沿某些方向膨脹，沿另一些方向收縮，從而導(dǎo)致三瓣堝斷裂。