Як досягти правильної температури під час нагрівання в напівпровідникових пристроях за допомогою інфрачервоних ламп
Якщо ми справді хочемо досягти цілей щодо використання вуглецево-нейтральних технологій у виробництві чіпів, нам необхідно припинити використання величезних камер для нагрівання з використанням резистивних печей. Це марна трата ресурсів. Краще перейти на використання інфрачервоних ламп – так можна безпосередньо нагрівати самі пластини.
Але є одна проблема: інфрачервоне випромінювання поширюється дуже швидко. Щоб уникнути несприятливих наслідків, потрібен термопара чи пірометр, які зможуть встигати за цими швидкими змінами температури, не втрачаючи точності.
Цикл зворотного зв’язку
У цій схемі термопара є не просто термометром – це своєрідна „страховка“ від можливості знищення всіх пластин через неправильне нагрівання. Ми зазвичай використовуємо сенсори високої якості типу K чи N. Чому? Тому що вони можуть витримувати швидке нагрівання, яке створюють інфрачервоні лампи. Якщо сенсор буде повільним у реакції, температура може перевищити необхідний рівень. У такому разі профіль домішок буде порушений, а кремній стане непридатним для використання. Ми прагнемо до часу реакції в межах кількох мілісекунд, щоб цикл зворотного зв’язку залишався ефективним та передбачуваним.
Боротьба з теплом та його впливом
Усередині напівпровідникових пристроїв панує екстремально висока температура та вакуум. Щоб запобігти згорянню електропроводів, ми використовуємо кабелі з мінеральною ізоляцією, обмотані металом на кшталт Інконелу чи нержавіючої сталі. Але є ще одна проблема – поступова втрата точності сенсора з часом. Це може зруйнувати всю партію продукції. Тож ми радимо проводити калібрування кожні 500 годин роботи. Так можна уникнути проблем.
Компроміси
Використання цієї технології в системах з вуглецево-нейтральним енергоспоживанням також має свої проблеми – насамперед це електромагнітні перешкоди від джерел живлення ламп. Якщо не використовувати кабелі з захистом, значні помилки в показниках можуть завдати проблем. Єдиний спосіб – використовувати кабелі з захистом. Високочутливі сенсори дають точні дані, але вони крихкі. Доводиться йти на компроміс – жертвувати міцністю заради точності. Якщо ви використовуєте пристрої з високою продуктивністю, обов’язково переконайтесь, що кріплення сенсорів є надійними. Інакше вібрації можуть зруйнувати сенсори.