Сокращение выбросов углерода при производстве кристаллов с использованием инфракрасного нагрева
Если вы когда-либо работали в чистой комнате, вы знаете, с какими трудностями приходится сталкиваться. Необходимо обеспечить правильную температуру, но при этом нужно избегать возникновения пыли. Поэтому мы используем лампы инфракрасного нагрева.
В отличие от обычных нагревателей, которые создают поток горячего воздуха — что, по сути, способствует распространению частиц по поверхности кристаллов — инфракрасные лампы используют излучение. Это прямая передача энергии. Нет ветра, нет беспорядка, нет загрязнения кремния.
Физика процесса (без лишних деталей)
Подумайте о традиционной печи с принудительной циркуляцией воздуха. Это устаревший метод. Он требует огромного количества энергии для нагрева воздуха в всей комнате.
Инфракрасный нагрев по-другому. Он воздействует непосредственно на сам материал. Благодаря использованию кратковолнового или средневолнового инфракрасного излучения можно достичь нужной температуры за секунды, а не минуты.
Это очень быстро. И это влияет на расходы на энергию. При проектировании «зеленого» завода хочется избавиться от так называемой тепловой инерции — когда оборудование продолжает потреблять энергию, пока нагревается.
Проблемы интеграции
Мы не просто ставим лампу в корпус. Эти лампы должны быть чрезвычайно чистыми. Если на кварцевой трубке есть какие-либо следы, они могут попасть на поверхность кремния во время процесса нагрева. Это приведет к серьезным проблемам. Поэтому мы используем кварцевые корпусы высокой чистоты, чтобы сохранить все в стерильном состоянии.
Но есть и другая проблема: инфракрасное излучение очень интенсивно. Если кристалл находится на небольшом расстоянии от лампы, могут возникнуть локальные точки высокой температуры. Один неверный шаг может испортить кристалл. Поэтому мы используем точные контроллеры PID и тщательно регулируем расстояние между лампой и кристаллом. Все дело в подборе оптимальных параметров.
Как это помогает планете
При использовании инфракрасного нагрева размеры оборудования сокращаются. Это означает, что требуется меньше места. Кроме того, система кондиционирования воздуха не должна работать так интенсивно для охлаждения комнаты.
Наибольшая экономия достигается в процессе высыхания кристаллов. Вместо того чтобы постоянно работать мощная печь, инфракрасная лампа включается только тогда, когда кристалл находится внутри нее. Это значит, что вы не тратите энергию на ненужное нагревание. Просто и эффективно.