Η ανάγκη για σταθερές θερμικές πηγές και οι αλλαγές στην αγωγιμότητα των ημιαγωγών υπό θερμότητα

Η ανάγκη για σταθερές θερμικές πηγές και οι αλλαγές στην αγωγιμότητα των ημιαγωγών υπό θερμότητα
Μόλις μια γκοφρέτα εισέλθει σε έναν θερμαινόμενο θάλαμο, οι ομάδες παραγωγής σε εγκαταστάσεις ημιαγωγών καταγράφουν συχνά απότομες αλλαγές στην αντίσταση της συσκευής ή απότομες αυξήσεις στο ρεύμα διαρροής. Η εξάρτηση από τη θερμοκρασία της παραγωγής φορέα μέσα στο πλέγμα ημιαγωγών φαίνεται άμεσα από αυτές τις μετατοπίσεις, οι οποίες συμβαίνουν συχνά κατά τη διάρκεια των φάσεων της ανόπτησης, της εναπόθεσης ή της τάσης αξιοπιστίας.
Η ενεργοποίηση που απαιτείται για να διασχίσουν τα ηλεκτρόνια το διάκενο παρέχεται από τη θερμική ενέργεια. Στο εγγενές καθεστώς, ο πληθυσμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων και των οπών αυξάνεται εκθετικά με τη θερμοκρασία, αυξάνοντας την αγωγιμότητα και μειώνοντας την αντίσταση. Η ίδια δυναμική οδηγεί τελικά τη συσκευή προς την εγγενή συμπεριφορά σε ντοπαρισμένο υλικό, ξεπερνώντας τη σταθερή συμβολή των σκόπιμων ακαθαρσιών. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η διαστολή του πλέγματος και η αυξημένη αλληλεπίδραση ηλεκτρονίων-φωνονίων μειώνουν το ενεργειακό χάσμα μεταξύ των ζωνών, προκαλώντας κάπως συστολή του ίδιου του διάκενου ζώνης. Ακόμα κι αν η κινητικότητα μειώνεται ταυτόχρονα λόγω της αυξημένης σκέδασης των φωνονίων, η αγωγιμότητα εξακολουθεί να επηρεάζεται θετικά μέχρι να επιτευχθούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Αυτές οι αυξήσεις φορέων σε συσκευές με τροφοδοσία μπορούν να ξεκινήσουν έναν αυτοενισχυόμενο βρόχο αυξημένου ρεύματος, αυξημένης απαγωγής ισχύος και πρόσθετης αύξησης θερμοκρασίας, γνωστή ως θερμική διαφυγή, η οποία υποβαθμίζει την ακεραιότητα της διασταύρωσης και διαχέει μη αναστρέψιμα τα ρευστά.
Οι ελεγχόμενες παραλλαγές αυτών των φαινομένων χρησιμοποιούνται από την κατασκευή αλληλουχιών. Τα εμφυτεύματα ενεργοποιούνται και η βλάβη του πλέγματος επιδιορθώνεται με ταχεία θερμική ανόπτηση. Οι σταθερές επιφανειακές θερμοκρασίες είναι απαραίτητες για τις εργασίες χημικής-απόθεσης ατμών-και χάραξης για τον προσδιορισμό των ρυθμών αντίδρασης και της σύνθεσης του φιλμ. Η θερμότητα χρησιμοποιείται στη συσκευασία και την καύση-σε διαδικασίες για τη σκλήρυνση των συγκολλητικών ή την επίσπευση των πρώιμων-αποτυχιών ζωής. Η απόδοση καθορίζεται πάντα από την ομοιομορφία και τη σταθερότητα της θερμοκρασίας. Οι κλίσεις προκαλούν στρες, ανομοιόμορφα φιλμ ή ατελείς αντιδράσεις.
Η ευαίσθητη, τοπική θερμότητα που απαιτείται για αυτές τις διεργασίες παρέχεται από έναν θερμαντήρα φυσιγγίων. Ένας θερμαντήρας φυσιγγίων παρέχει αγώγιμη θέρμανση με σύντομες θερμικές σταθερές χρόνου και μεγάλη πυκνότητα ισχύος όταν εισάγεται σε τσοκ, υποδοχείς ή πλάκες. Ένας θερμαντήρας φυσιγγίων που είναι κατασκευασμένος με μόνωση υψηλής-καθαρότητας και αντιδιαβρωτικό-περίβλημα διατηρεί τα σημεία ρύθμισης μεταξύ 600 μοιρών και 1000 μοιρών, ενώ πληροί τους περιορισμούς εξαγωγής αερίων στα συστήματα ανόπτησης κενού. Προκειμένου να ενισχυθεί η πρόσφυση του φιλμ, ένας θερμαντήρας φυσιγγίων θερμαίνει στόχους και υποστρώματα μεταξύ 300 και 600 μοιρών κατά τη διάρκεια της ψεκασμού. Προκειμένου να καταπονούνται οι συσκευές κάτω από ελεγχόμενες ρυθμίσεις χωρίς να επηρεάζονται οι κοντινές μονάδες, οι θερμαντήρες δοχείων{10}μικρής κλίμακας βελτιώνουν τη θερμοκρασία συγκεκριμένων υποδοχών δοκιμής.
Η αξιοπιστία καθορίζεται από πρακτικά κριτήρια επιλογής. Η πυκνότητα Watt πρέπει να είναι σύμφωνη με τη θερμική μάζα και την αγωγιμότητα του περιβάλλοντος μετάλλου. Η υπερβολική πυκνότητα προκαλεί υπερθέρμανση, η οποία μειώνει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα, ενώ η πολύ μικρή πυκνότητα αυξάνει τη διάρκεια του κύκλου. Ο θερμαντήρας φυσιγγίων και η οπή του θα πρέπει να έχουν κατάλληλη ανοχή που να είναι επαρκής για αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας και να επιτρέπει την αφαίρεση για συντήρηση. Σε μεγάλα πλακάκια, οι ρυθμίσεις πολλών-ζωνών με ξεχωριστούς αισθητήρες αντισταθμίζουν τις απώλειες ακμών και διατηρούν τη διακύμανση εντός των ορίων της διαδικασίας. Για να αποφευχθεί η παραγωγή σωματιδίων ή η μόλυνση, το κράμα περιβλήματος και η καθαρότητα της μόνωσης πρέπει να επιλέγονται για το επίπεδο κενού και το εύρος θερμοκρασίας.
Διαφορετικά θερμικά φορτία επιβάλλονται από διαφορετικές διαμέτρους γκοφρέτας, συνταγές επεξεργασίας και γεωμετρίες θαλάμου. Το περιβάλλον σταθερής θερμοκρασίας που απαιτείται για αξιόπιστη απόδοση ημιαγωγών διασφαλίζεται με τον καθορισμό ενός θερμαντήρα φυσιγγίων με το κατάλληλο μήκος, διάμετρο, ονομαστική ισχύ και στυλ τερματισμού για κάθε εφαρμογή, από συμπαγείς μονάδες σε εξαρτήματα δοκιμής έως μεγαλύτερα συγκροτήματα πολλαπλών-ζωνών σε μεγάλα εργαλεία διεργασίας.