【2017年整理】HEM之从GT到ARC.docVIP

前?? 言 ??? 有人说 “黄小卫这愤青跑这里来当博主啊，搞笑得厉害，沙发，板凳！”，还有*T的员工向我叫嚣“有本事你长个150Kg、200Kg的晶体出来啊！”。 ??? 我也觉得很好笑，黄岛主的水平的确差强人意，只能干干长长晶体、设计设计炉子的粗活；象当博主这类技术活他是干不了的。 ??? 我的特长就是以“最粗俗的语言来描述深奥的理论，用最文雅的文字来骂街”；当博主我在行。 ??? 的确，重量是*T神炉的唯一遮羞布了；其实真的很有必要把块布给扯掉，让大家看看它下面到底有没有了？ 不过干这种粗活就不需要我出手了，国内人才辈出。 ??? 有美国洋人说：“中国的蓝宝石设备都不行。” ??? 我说：“TMD的放屁！在蓝宝石领域，美国人就是表面看起来毛多，有用部位连根毛都没有！” ??? ???????????????????????????????? 从一则专利再谈粉红色宝石 ??? 上海光机所有这么一个专利（《蓝宝石晶体的脱碳去色退火方法 》 ZX）；专门是针对他所用的TGT技术所生长的蓝宝石进行脱碳。早期的TGT技术，用的是钼坩锅，也是屁股底下插一个籽晶；同时使用的也是石墨发热体，TGT技术也是一个发明专利。 ??? 应该说上海光机所对（石墨发热体+钼坩锅方案）所生长的蓝宝石的杂质分析是客观的，是实事求是的态度；针对性的除碳工艺是合理有效的。 ??????   ???????????????????? ?? 粉红色的晶体，富含?碳和钼 ????? ?脱碳去色退火后 ????? ????? 其实不管是GDMS、ICP还是SSMS都不能有效的检测出C含量；可是不能因为检测手段用的不对而自己就说没有，而且还出来狂妄无知的叫嚣。 ? ? ?????????????????????????? 为何*T的HEM方案不适合用IGBT？ ??? 其实这个问题非常的简单，由于使用了石墨发热体和石墨保温材料；碳的挥发和堆积引起的局部短路（俗称“打火”）。我们先来看看一张图片和图片的来源。 ???这个石墨发热体看起来是不是那么的眼熟？没错和硅单晶炉的设计是如出一辙？ ?? 硅材料的熔点1420℃；单晶硅的生长周期也就几十个小时，偶尔也会发生打火事件。蓝宝石的熔点达到了2050℃，生长周期是几百个小时，所以碳的挥发和堆积引起的局部短路（俗称“打火”）事件是必然多次发生的。 ?? IGBT的电源是可以用的，不过必须做特殊处理并且要把功率余量放的非常非常的大；对美国人来说要多花很多成本的；所以直接就用可控硅电源就可以了，反正就是用最烂的东西也有人把他奉为神物。 ?? 可惜不幸的是，HEM神炉还需稳压电源和UPS；这个刻意隐瞒的缺陷在使用UPS的时候暴露无遗。因为UPS使用的也是IGBT逆变器件；100Kw左右的电源使用120Kw的UPS是一波波的烧电源；可笑的是居然怪UPS厂商的设备不行。目前的方案采用的是400Kw~600KW的UPS带2~3台HEM神炉，也就是要把功率余量放的非常的大。 ??????????????????????? 由*T的HEM漏埚事件谈谈钼坩锅的极限尺寸 ??? 最近，频频消息传出HEM炉发生坩锅泄漏的消息；这背后透露着两个信息。首先，漏埚的可能是升温太快或想长更大晶体的；其次，*T的钼坩锅的方案已经到达了极限尺寸。通过以下的理论分析你也可以明白为何HEM方案不能设计出细长的钼坩锅。 ??? 晶体材料有固定的熔点，玻璃材料有很广的软化温度；陶瓷材料的高温强度性能介于这两者之间。 ??? 钼的熔点2610℃，与碳、碳氢化合物或一氧化碳在高于800℃时反应生成碳化钼。目前，钼的板胚采用的粉末冶金的方式制备的；旋压的钼坩锅也不例外，也是一个粉末冶金的制品。 ??? 粉末冶金的研究主要有两方面的人去研究，一类是冶金方面的，另一类是特种陶瓷方面的；因为粉末冶金很多方面和陶瓷十分类似。 ??? 由于金属的延展性和杂质的存在，粉末冶金旋压钼坩锅的高温强度方面的性能是可以看作一个陶瓷坩锅；它的使用温度绝对到不了2610℃；能有2400℃就非常了不起了，碳的存在会使它的使用进一步降低。 ??????? ? ??? 如上图所示；在籽晶的位置为一个温度的基准点2050℃?，在保证钼坩锅机械强度的情况下? ?△T≈300~350?℃；蓝宝石晶体生长也是需要一个合适的温度梯度，以HEM为例，横向和纵向都大约在15~20℃/cm。? ??? 那么生长蓝宝石用钼坩锅的最大直径大约在400mm左右；最大高度也是几乎达到了极限，这也是为什么HEM钼坩锅总是要设计成“矮胖子?”，而且直径一般是大于高度的。在高温时由于碳的存在，会使得坩锅的使用极限温度点?进一步下降，稍有不慎就会发生钼坩锅坍塌事件