البوتقات الجرافيت

تعتبر البوتقات الجرافيت شبه الدائرية مكونات مهمة في عملية تصنيع أشباه الموصلات ، وخاصة خلال مرحلة نمو البلورة. تم تصميم هذه الحاويات عالية الأداء لتحمل الظروف القاسية المطلوبة لإنتاج بلورات أشباه الموصلات عالية النقوة أو مركبة من خلال طرق مثل عملية التشيزكرالسكي (CZ) أو تقنية منطقة التعويم (FZ).

تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية في البوتقات الجرافيت في تحمل ودعم درجات حرارة عالية للغاية ، وعادة ما تكون أعلى من 2000 درجة مئوية ، حيث يتم تصنيع مواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث مثل كربيد السيليكون ونيتريد الغاليوم بشكل متكرر. تظهر البوتقات المصنوعة من الجرافيت عالي النقاء مقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية التي تحافظ على حالاتها الفيزيائية والكيميائية في هذه المستويات القصوى دون أي شكل من أشكال التحلل أو حتى التحول. التوصيل الحراري الجيد من قِبل الحكم الجرافيت يعني أنها لن تجري الحرارة بشكل موحد فحسب ، بل ستضع حقلًا لدرجة حرارة مستقر. يلعب ذلك بشكل حاسم أثناء عمليات الذوبان والتبلور لأن توزيع درجة الحرارة الموحدة سيسمح لمواد النمو في ظل ظروف مكافئة أكثر أو أقل ، وبالتالي تقليل عيوب البلورة والسماح بلورات أشباه الموصلات الجودة.

في عمليات نمو بلورات السيليكون أو نيتريد غاليوم (مثل مرحلة البخار ، CVD أو نقل البخار المادي PVT) ، يتم استخدام البوتقات الجرافيت للاحتفاظ بالمواد الخام وتوفير بيئة نمو محكومة. يضمن الصخور الكيميائية للبوتقة أنه لا يتفاعل كيميائيًا مع مادة أشباه الموصلات في درجات حرارة عالية ، وبالتالي الحفاظ على نقاء المادة العالية. في الوقت نفسه ، تساعد الموصلية الحرارية الجيدة لكوتوب الجرافيت على تشكيل تدرج موحد في درجة الحرارة ، مما يوفر ظروفًا مثالية لنمو البلورة وتقليل الشوائب والعيوب الهيكلية.

يعد الخمول الكيميائي للكتلة الجرافيت ميزة رئيسية في تنقية مواد أشباه الموصلات. يمكن لمواد الجرافيت عالية النقاء عزل التلوث الخارجي ومنع الشوائب من دخول مادة أشباه الموصلات المنصهرة. يمكن أيضًا طلاء سطح بوتقة الجرافيت (مثل طلاء كربيد السيليكون) لتعزيز مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل ، مما يضمن نقاءًا مرتفعًا واستقرارًا كبيرًا لعملية الإنتاج.