SiC ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేస్ (హాట్-వాల్ CVD రియాక్టర్) కోసం థర్మల్ ఫీల్డ్ డిజైన్ యొక్క ఆప్టిమైజేషన్

పొర ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపత (≤±0.5–5℃) మరియు ఉష్ణోగ్రత/ప్రవాహ క్షేత్ర స్థిరత్వాన్ని సాధించడం ప్రధాన లక్ష్యం, తద్వారా ఎపిటాక్సియల్ పొర మందం ఏకరూపత (<3%), డోపింగ్ ఏకరూపత (<8%), లోపం సాంద్రతను తగ్గించడం మరియు వృద్ధి రేటు (>60 μm/h) పెంచడం.

SiC ఎపిటాక్సీ ప్రాసెస్ ఆప్టిమైజేషన్‌లో ఇటీవలి పురోగతులు థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్, మల్టీ-పారామీటర్ ఆప్టిమైజేషన్, AI-సహాయక అనుకరణ, గ్యాస్-ఫ్లో రెగ్యులేషన్ మరియు రియాక్టర్ స్ట్రక్చర్ అప్‌గ్రేడ్‌లపై దృష్టి సారించాయి. ఈ పరిణామాలు ఎపిటాక్సియల్ పొర ఏకరూపత, వృద్ధి సామర్థ్యం, ​​లోపం నియంత్రణ మరియు పెద్ద-పొర పారిశ్రామిక స్కేలబిలిటీని మెరుగుపరచడం లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి.

ఇన్సులేషన్ మెటీరియల్స్ యొక్క థర్మల్ కండక్టివిటీ మోడలింగ్

ఎపిటాక్సీ రియాక్టర్లలో ఉపయోగించే ఫైబరస్ గ్రాఫైట్ యొక్క ఉష్ణ వాహకత మోడలింగ్ ఒక ముఖ్యమైన పరిశోధన దిశ. గ్యాస్ కంపోజిషన్, ఛాంబర్ ప్రెజర్ మరియు ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను పరిగణనలోకి తీసుకునేటప్పుడు స్పష్టమైన ఉష్ణ వాహకతను అంచనా వేయడానికి అధునాతన విశ్లేషణాత్మక నమూనాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. హైడ్రోజన్-రిచ్ క్యారియర్ గ్యాస్ పరిస్థితులలో, గ్యాస్-ఫేజ్ హీట్ ట్రాన్స్‌ఫర్ ప్రబలమైన ఉష్ణ-బదిలీ మెకానిజం అవుతుంది. ఛాంబర్ ఒత్తిడిని 100 mbar నుండి 1.5 mbarకి తగ్గించడం వలన అవసరమైన వేడి శక్తిని గణనీయంగా తగ్గిస్తుందని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి. ఈ నమూనాలు వివిధ రియాక్టర్ ప్రాంతాలలో ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని మరింత ఖచ్చితమైన అంచనాను కూడా ఎనేబుల్ చేస్తాయి, ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉన్నప్పటికీ పొర ప్రాంతం వెలుపల ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యాల వల్ల ఏర్పడే నిక్షేపణ నాన్-యూనిఫామిటీని నిరోధించడంలో సహాయపడుతుంది.

FEM మరియు మెషిన్ లెర్నింగ్ ఉపయోగించి మల్టీ-ఆబ్జెక్టివ్ పారామీటర్ ఆప్టిమైజేషన్

మల్టీ-ఆబ్జెక్టివ్ ఆప్టిమైజేషన్ కోసం మెషిన్ లెర్నింగ్ అల్గారిథమ్‌లతో ఫినిట్ ఎలిమెంట్ మోడలింగ్ (FEM)ని మిళితం చేసిన మరో ప్రధాన పురోగతి. కీలక ప్రక్రియ పారామితులలో మొత్తం గ్యాస్ ప్రవాహం రేటు, పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత, ఛాంబర్ ఒత్తిడి, ససెప్టర్ భ్రమణ వేగం మరియు గ్యాస్ పంపిణీ రూపకల్పన ఉన్నాయి. MOPSO, NSGA-II మరియు SVM సర్రోగేట్ మోడల్స్ వంటి ఆప్టిమైజేషన్ విధానాలు విస్తృతంగా అవలంబించబడ్డాయి. మందం ఏకరూపతను సుమారుగా 30% మెరుగుపరచవచ్చని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి, అయితే పారెటో-ఫ్రంట్ ఆప్టిమైజేషన్ అధిక వృద్ధి రేట్లు మరియు తక్కువ వైవిధ్యం యొక్క గుణకం రెండింటినీ ఏకకాలంలో సాధిస్తుంది. సరైన ప్రక్రియ విండోలు సాధారణంగా 1450–1500°C వృద్ధి ఉష్ణోగ్రతలు, 80–100 mbar ఛాంబర్ పీడనాలు, 60 rpm కంటే ఎక్కువ ససెప్టర్ భ్రమణ వేగం మరియు 5:16:5 వంటి అసమాన గ్యాస్ ఇన్‌లెట్ నిష్పత్తుల వద్ద కనిపిస్తాయి.

మెషిన్ లెర్నింగ్‌తో కలిపి తాత్కాలిక మల్టీఫిజిక్స్ సిమ్యులేషన్

ఇటీవలి అధ్యయనాలు ప్రాసెస్ ఆప్టిమైజేషన్‌ను వేగవంతం చేయడానికి మెషిన్ లెర్నింగ్ టెక్నిక్‌లతో తాత్కాలిక CFD అనుకరణలను కూడా అనుసంధానిస్తాయి. ACO-BPNN న్యూరల్ నెట్‌వర్క్‌లతో కలిపి థర్మల్-ఫ్లో-కెమికల్ కపుల్డ్ CFD మోడల్‌లు నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రత, ఇన్‌లెట్ గ్యాస్ ఫ్లో, భ్రమణ వేగం మరియు ఛాంబర్ పీడనాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి. ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ అనుకరణ మరియు ఆచరణాత్మక ఫలితాల మధ్య అద్భుతమైన ఒప్పందాన్ని చూపుతుంది, అంచనా వ్యత్యాసాలు వృద్ధి రేటుకు 4.03% మరియు ఏకరూపతకు 0.49% మాత్రమే. ఈ విధానం అభివృద్ధి మరియు ఆప్టిమైజేషన్ చక్రాలను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది మరియు క్షితిజ సమాంతర హాట్-వాల్ CVD రియాక్టర్‌లకు ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది.

గ్యాస్ ఫ్లో మరియు టెంపరేచర్ ఫీల్డ్ ఆప్టిమైజేషన్

అధిక-నాణ్యత SiC ఎపిటాక్సీ వృద్ధికి గ్యాస్-ఫ్లో మరియు థర్మల్-ఫీల్డ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ యొక్క ఆప్టిమైజేషన్ కీలకం. H₂ ఫ్లో రేట్ 100 slm, ఫ్లో స్ప్లిట్ రేషియో 20:60:20 (సైడ్:సెంటర్:సైడ్), C/Si నిష్పత్తి 0.95, గ్రోత్ టెంపరేచర్ 1610°C మరియు ససెప్టర్ రొటేషన్‌తో సహా ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన పరిస్థితులలో, పరిశోధకులు అత్యంత స్థిరమైన ఏకరూప ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ క్షేత్రాన్ని సాధించారు మరియు. పొర ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత కేవలం 19.3 ° Cకి తగ్గించబడింది. అదనంగా, నైట్రోజన్ డోపింగ్ ఏకరూపత 3.35–4.85%కి చేరుకుంది, అయితే క్రిస్టల్ లోపాలు 8 త్రిభుజాకార లోపాలు మరియు 6 బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లోకేషన్స్ (BPDలు)తో సహా మొత్తం 28 లోపాలకు గణనీయంగా తగ్గించబడ్డాయి.

సామగ్రి నిర్మాణం పునరావృతం మరియు పారిశ్రామికీకరణ

2023 మరియు 2026 మధ్య ఇండస్ట్రియల్-స్కేల్ రియాక్టర్ అప్‌గ్రేడ్‌లు ప్రధానంగా వర్టికల్ స్ప్లిట్ గ్యాస్ ఇంజెక్షన్ సిస్టమ్‌లు, మల్టీ-జోన్ ఇండక్షన్ హీటింగ్, 6–12 అంగుళాల వేఫర్‌ల కోసం సింగిల్-వేఫర్ మరియు డ్యూయల్-వేఫర్ కాన్ఫిగరేషన్‌లకు అనుకూలత మరియు గ్రాఫైట్ కాంపోనెంట్ రీడిజైన్ (ఆటోమేటెడ్ మెయింటెనెన్స్‌తో రీడిజైన్)పై దృష్టి సారించాయి. ఈ నిర్మాణాత్మక మెరుగుదలలు 8-అంగుళాల మరియు 12-అంగుళాల SiC ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియలను 3% కంటే తక్కువ ఏకరూపత మరియు 8% కంటే తక్కువ డోపింగ్ వైవిధ్యాన్ని సాధించడానికి వీలు కల్పించాయి. ఇంకా, కణ కాలుష్యం సుమారు 50% తగ్గించబడింది, నిర్వహణ పనికిరాని సమయం 30% కుదించబడింది మరియు డ్యూయల్-వేఫర్ సిస్టమ్‌లలో ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యం ±5 ° C లోపల నియంత్రించబడుతుంది.

మూడు కీలక తీర్మానాలు

1. సిమ్యులేషన్ + మెషిన్ లెర్నింగ్ థర్మల్ ఫీల్డ్ ఆప్టిమైజేషన్ కోసం ప్రధాన స్రవంతి పద్ధతిగా మారింది: CFD/FEM ద్వారా థర్మో-ఫ్లూయిడ్-కెమికల్ ఫీల్డ్‌ను కలపడం ద్వారా మరియు దానిని ACO-BPNN లేదా MOPSO/NSGA-IIతో కలపడం ద్వారా, సాంప్రదాయిక పారెటోరోవ్ పారామితులు (ఇంప్టిమల్ ట్రయల్) కంటే ఎక్కువ మందంగా ఉన్న పారామితులు (తప్పనిసరిగా) 30% కంటే ఎక్కువ ఏకరూపత మరియు ప్రయోగాత్మక ఖర్చులను తగ్గించడం. 8–12-అంగుళాల SiC యొక్క పెద్ద-స్థాయి ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ఇది ఒక ముఖ్యమైన సాధనం.

2. గ్యాస్ ఫేజ్ (H₂ పీడనం/కంపోజిషన్) ఇన్సులేషన్ లోపల స్పష్టమైన ఉష్ణ వాహకతపై ప్రభావం చూపడాన్ని విస్మరించలేము: అధిక H₂ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, గ్యాస్ దశ ఉష్ణ బదిలీ ప్రబలంగా ఉంటుంది మరియు పీడనం/పూర్వగామి ప్రవాహ రేటులో మార్పులు రియాక్టర్ యొక్క మొత్తం ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని మారుస్తాయి. కచ్చితమైన పవర్ ప్రిడిక్షన్ మరియు క్లోజ్డ్-లూప్ థర్మల్ ఫీల్డ్ కంట్రోల్‌ని సాధించడానికి తాజా విశ్లేషణాత్మక నమూనాలను నేరుగా CFDలో పొందుపరచవచ్చు, ఇది థర్మల్ ఫైర్‌ప్లేస్‌లలో అధిక సామర్థ్యం, ​​శక్తి పొదుపు మరియు ఏకరూపత యొక్క ప్రధాన అంశం.

3. పెద్ద పరిమాణాలకు (8–12 అంగుళాలు) పరివర్తనకు నిర్మాణాత్మక ఆవిష్కరణ అవసరం: గృహ పరికరాలు వర్టికల్ స్ప్లిట్ ఎయిర్ ఇన్‌టేక్, బహుళ-జోన్ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ మరియు ససెప్టర్ ఆప్టిమైజేషన్ ద్వారా పొర ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత ≤ ±0.5℃ మరియు డ్యూయల్-వేఫర్ ఉష్ణోగ్రత తేడా ≤ 5℃ సాధించాయి. మందం/డోపింగ్ ఏకరూపత అంతర్జాతీయ ప్రముఖ స్థాయికి చేరుకుంది, ఖర్చు తగ్గింపు మరియు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని రెట్టింపు చేయడానికి నేరుగా మద్దతు ఇస్తుంది. క్షితిజసమాంతర హాట్‌వాల్ + తిరిగే ససెప్టర్ ఇప్పటికీ ప్రధాన స్రవంతి మరియు స్పష్టమైన వివాదం లేదు.

సెమికోరెక్స్ అధిక నాణ్యతను అందిస్తుందిఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియలో భాగాలు. మీకు ఏవైనా విచారణలు ఉంటే లేదా అదనపు వివరాలు కావాలంటే, దయచేసి మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి.

ఫోన్ # +86-13567891907 సంప్రదించండి

ఇమెయిల్: sales@semicorex.com