产品概述


该大容量热处理系统专为大规模半导体晶圆加工、先进材料研究和工业级热处理而设计。通过集成大型三温区加热配置和大直径石英管,该设备在不牺牲敏感化学气相沉积 (CVD) 或退火循环所需热精度的前提下,提供了广阔的加工空间。该装置设计用于在 1100°C 下连续运行,为需要可重复结果和高纯度环境的高产量实验室环境及中试生产线提供了稳健的平台。
该设备面向半导体、航空航天和储能领域,在从晶圆扩散到催化材料结构优化等应用中表现出色。三温区设计允许创建精确的热梯度或显著延长的均匀加热区,这对于同时处理大型基板或多个样品至关重要。这种多功能性使其成为致力于将材料合成从台式实验扩展到工业原型生产的设施的核心。
该炉以可靠性为优先,采用双层钢壳和先进的纤维氧化铝绝缘材料,以确保操作安全和能源效率。包含气密性水冷不锈钢法兰,支持高真空操作和受控气氛处理,确保即使是最苛刻的冶金或化学过程也能在稳定、清洁的环境中进行。该系统代表了对耐用性的重大投资,可在严格的研发计划下提供长期性能。
主要特点
- 独立的三个温区热控制: 该系统具有三个独立的加热区,每个长度为 300 毫米,由各自的 PID 可编程控制器控制。这使得总加热长度达到 900 毫米(约 35.4 英寸),为操作员提供了建立 600 毫米恒温区或特殊气相输运过程所需的复杂热梯度的灵活性。
- 大尺寸石英集成: 该炉可容纳外径从 8.5 英寸(216 毫米)到 11 英寸(279 毫米)的石英管,能够容纳大型晶圆舟和超大工业组件。这种大容量在实验室规模的管式炉中非常罕见,弥补了小规模研究与全面工业生产之间的差距。
- 高性能铁铬铝 (FeCrAl) 加热元件: 高质量的铁铬铝电阻丝被策略性地嵌入耐火纤维氧化铝绝缘层中。这些元件因其出色的抗氧化性和抗热疲劳性而被选中,即使在频繁循环至最高工作温度时也能确保较长的使用寿命。
- 先进的气密真空密封: 该炉配备了一对铰链式水冷不锈钢法兰。这些法兰具有集成的真空计、针阀和 KF40 接口,使系统能够通过机械泵达到低至 5e-2 torr 的真空度,或通过可选的涡轮分子泵系统达到更高真空度。
- 卓越的隔热和安全性: 带有集成空气冷却的双层钢壳确保在峰值运行期间外表面温度保持在 70°C 以下。使用高纯度氧化铝纤维绝缘材料可最大限度地减少热量损失并降低功耗,同时保持高达 10°C/min 的快速加热和冷却速率。
- 精密 PID 仪表: 每个温区均由双 K 型热电偶监控,并由具有 +/- 1°C 精度的 30 段可编程控制器管理。这种控制水平对于防止热过冲并确保在长时间退火或扩散步骤中保持精致基板的完整性至关重要。
- 强大的气体处理能力: 法兰组件包括不锈钢针阀和快速连接接口,便于引入惰性或反应性气体。这使得该系统非常适合必须严格保持气体流量和压力的气氛受控过程。
- 针对晶圆加工优化: 该设计支持可选的石英挡板块和专用晶圆舟(对于较大管径型号可达 8 英寸),使其成为半导体退火、氧化和扩散过程的交钥匙解决方案。
应用领域
| 应用 | 描述 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 半导体晶圆退火 | 对硅或化合物半导体晶圆进行高温处理,以修复晶体缺陷并激活掺杂剂。 | 在大直径(最高 11 英寸)范围内具有卓越的均匀性,确保电学性能一致。 |
| 催化材料合成 | 在 1100°C 下促进氮掺杂碳和 Co-N 簇位点的结构有序化和石墨化。 | 增强活性位点的稳定性和均匀分布,从而提高极限电流值。 |
| 大气压 CVD | 使用受控气体流量和高温将薄膜化学气相沉积到各种基板上。 | 精确的三温区控制允许驱动前驱体反应所需的热梯度。 |
| 大规模粉末煅烧 | 材料的热分解或从大量工业粉末中去除挥发性成分。 | 与标准实验室炉相比,大容量石英管允许每批次实现显著的产量。 |
| 固态电池研究 | 在受控真空或惰性条件下烧结陶瓷电解质和电极材料。 | 气密密封防止污染,确保高纯度材料开发。 |
| 航空航天材料测试 | 将先进合金和复合材料置于高温氧化环境中,以模拟飞行条件。 | 可靠的 1100°C 连续运行提供了长期疲劳测试所需的耐用性。 |
| 碳纳米管生长 | 通过碳氢化合物气体在催化剂基板上的热分解,大规模合成碳纳米管。 | 延长的均匀加热区(600mm)最大化了每次运行的高质量纳米管产量。 |
技术规格
| 参数 | TU-39-8.5 | TU-39-11 |
|---|---|---|
| 石英管尺寸 | 216 外径 x 206 内径 x 1300mm 长 (8.5" x 8.1" x 51") | 279 外径 x 269 内径 x 1300mm 长 (11" x 10.6" x 51") |
| 最大晶圆舟尺寸 | 6 英寸晶圆舟 | 8 英寸晶圆舟 |
| 电源要求 | 208-240VAC, 单相, 50/60 Hz, 40 A | 208-240VAC, 单相, 50/60 Hz, 40 A |
| 最高温度 | 1200°C (< 1 小时) | 1200°C (< 1 小时) |
| 连续工作温度 | 1100°C | 1100°C |
| 加热长度 | 900 mm (总计) / 300mm + 300mm + 300mm | 900 mm (总计) / 300mm + 300mm + 300mm |
| 均匀区长度 | 600 mm (+/- 3°C @ 800°C) | 600 mm (+/- 3°C @ 800°C) |
| 加热/冷却速率 | 最大 10°C/min | 最大 10°C/min |
| 温度控制 | 三个 PID 控制器, 30 段 | 三个 PID 控制器, 30 段 |
| 控制精度 | +/- 1°C | +/- 1°C |
| 热电偶类型 | 每个温区双 K 型 | 每个温区双 K 型 |
| 真空法兰 | 水冷不锈钢 (铰链式) | 水冷不锈钢 (铰链式) |
| 真空度 | < 5e-2 torr (机械泵) | < 5e-2 torr (机械泵) |
| 最大压力 | ≤ 3 psig | ≤ 3 psig |
| 外壳结构 | 带空气冷却的双层钢结构 | 带空气冷却的双层钢结构 |
| 冷却水要求 | >16 L/min, 5-30 °C, <80 psig | >16 L/min, 5-30 °C, <80 psig |
为什么选择这款三温区管式炉
- 工业级产量: 11 英寸外径管容量与 900mm 加热长度的罕见组合,使研究人员能够处理通常需要工业规模设备的大型基板或大量材料。
- 精密工程: 凭借三温区 PID 控制和 +/- 1°C 的精度,该系统提供了可重复材料科学和半导体制造所需的热稳定性。
- 先进的安全性和稳定性: 双壁外壳设计和水冷法兰确保了安全的实验室环境,并在高温、长时间循环期间保护系统的内部密封。
- 高真空完整性: 该系统设计有铰链式气密法兰和 KF40 接口,专为需要低至 5e-2 torr 真空度的高纯度工艺而设计,使其适合洁净室环境。
- 可定制的控制选项: 除了标准的 PID 配置外,该装置还可以升级为 Eurotherm 3000 系列控制器和基于 Labview 的软件,用于高级配方编辑和自动数据记录。
我们的技术团队随时准备协助进行定制配置或特定的工艺要求,以确保该系统满足您的确切研发或生产需求。立即联系我们获取详细报价或讨论您的热处理规格。
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