Proč jsme přešli na infračervené zahřevání při výrobě uhlíkových nanotrubiček
Výroba uhlíkových nanotrubiček závisí především na teple. Konkrétně potřebujete správné teplotní gradienty, aby mohla proběhnout chemická depozice z páry (CVD).
Dlouho všichni používali pouze odporové pece. Ale problém je v tom, že takové pece zahřívají všechno – komoru, vzduch, stěny – vše se zahřívá. Je to plýtvání.
Místo toho začali jsme používat infračervené (IR) zahřívací lampy. Proč? Protože IR neovlivňuje vzduch; energie putuje přímo do substrátu. Je to efektivnější a logičtější řešení.
Zahřívání právě tam, kde je to potřeba
V čistorové místnosti nechcete, aby se celá vaše zařízení zahřála. Chcete jen, aby pracovní kus dosáhl maximální teploty a tam zůstal.
IR lampy nám poskytují velmi vysokou hustotu tepla. Změnou vlnové délky můžeme zaměřit energii na konkrétní části substrátu, které energii skutečně pohlcují.
To znamená, že nemusíte čekat, až se komora vyhřeje. Strávíte méně času čekáním a více času samotnou výrobou. Navíc, protože nemusíte hodinu trávit zahříváním a chlazením, vaše účty za elektřinu na jeden wafer skutečně klesají.
Technické detaily
Tyto systémy vyrábíme pomocí wolframových vláken a vysokop純nostních křemenných obalů. Při výrobě CNT používáme obvykle krátkovlnné IR záření. To proniká hlouběji do katalyzátorové vrstvy, kde se odehrává „kouzlo“.
Připojujeme je k přesným PID regulátorům, aby teplota neexcedovala stanovené hranice. Mohlo by vás lákat zvýšit výkon, abyste urychlili proces, ale buďte opatrní. Pokud to uděláte příliš silně, vlákna se mohou spálit nebo křemen může prasknout pod vlivem tepelného napětí.
Je to otázka rovnováhy. Musíte sladit hustotu výkonu s tím, jak dobře vaše vakuumová komora zvládá chlazení.
Menší dopad na životní prostředí
Všichni mluví o „zelených továrnách“, ale pro nás to není jen fráze. Jde o skutečný dopad procesu na životní prostředí.
Když přestanete spoléhat na konvekci a přejdete na cílené IR záření, systémy pro ventilaci a chlazení už nemusí pracovat tak intenzivně. Je to jednoduchý způsob, jak snížit uhlíkovou stopu při výrobě polovodičů.
Vaše wafery budou rychleji hotové a ušetříte na elektřině. Jen jedna rada: ujistěte se, že váš zdroj energie dokáže zvládnout počáteční nápor, když lampy poprvé zapnou. Je to trochu náročné.