Hochreiner isostatischer Graphit

Hochreiner isostatischer Graphit ist ein spezielles Graphitmaterial, das durch Kaltisostatpressen (CIP) und Ultrahochtemperatur-Graphitierung (über 2800 °C) hergestellt wird. Sein Kohlenstoffgehalt beträgt ≥99.9995 %, wichtige Metallverunreinigungen (Fe, Ni, Cr) ≤0.3 ppm, Bor-/Phosphorgehalt ≤0.05 ppm, Aschegehalt ≤5 ppm. Er erfüllt den Reinheitsstandard für Halbleiter (SEMI F63). Die innere Struktur des Materials ist dreidimensional isotrop, die Korngröße ist gleichmäßig (D50 = 10–15 μm), die Dichte beträgt 1.85–1.90 g/cm³, und es weist eine ultrahohe Wärmeleitfähigkeit (120–150 W/m·K) und einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE ≤4.0 × 10-6/K, 20–1000 °C) auf. Es kann lange Zeit in einer inerten Atmosphäre von 1600 °C verwendet werden und die Anzahl der Thermoschockzyklen beträgt mehr als 500 (1200 °C ↔ plötzliche Änderung der Raumtemperatur).

Fortschrittlicher Produktionsprozess

Rohstoffreinigung

Unter Verwendung von Petrolkoks mit extrem niedrigem Schwefelgehalt als Substrat wurden 99.9999 % der Metallverunreinigungen durch eine chemische Plasmadampfreinigungstechnologie entfernt und der Aschegehalt durch ein Salzsäure-Flusssäure-Gradientenbeizverfahren von anfänglich 300 ppm auf weniger als 5 ppm gesenkt.

Isostatisches Pressformen

In dem flüssigen Medium mit 200 MPa Ultrahochdruck wird 60 Minuten lang eine umfassende Verdichtung der Pulverpartikel erreicht, die Abweichung der Materialdichte beträgt weniger als 0.5 % und der Dichtegradientenfehler des herkömmlichen Formgebungsprozesses wird vollständig eliminiert.

Ultrahochtemperatur-Graphitisierung

Die kontinuierliche Graphitisierung wurde 120 Stunden lang unter Argonschutz bei 2800–3200 °C durchgeführt. Der Graphitisierungsgrad betrug ≥ 98 %, der Gitterschichtabstand (d002) war stabil bei 0.3354–0.3360 nm und die Isotropie (CTE-Anisotropie) betrug ≤ 3 %.

Präzisionsbearbeitung und Oberflächenbehandlung

Die Bearbeitung erfolgt mit einer fünfachsigen CNC-Werkzeugmaschine, die Maßgenauigkeit beträgt ±0.01 mm und die Oberflächenrauheit Ra ≤ 0.4 μm. SiC- oder TaC-Beschichtungen aus der chemischen Gasphase (Dicke 2–5 μm) sind optional, um die Freisetzung flüchtiger Stoffe bei hohen Temperaturen auf < 1 μg/cm²·h zu reduzieren.

Kernanwendung im Halbleiterbereich

Thermisches Feldsystem für das Wachstum von monokristallinem Silizium

Tiegel und Heizgerät: Dauerbetrieb bei 1600 °C in Argonumgebung für 6000 Stunden ohne Verformung, unterstützt axiales Temperaturgradientenwachstum von 300 mm-Wafer ≤ 2 °C/cm, Gitterdefektrate durch Kohlenstoffverschmutzung < 0.05/cm².

Wärmeisolationszylinder und Strömungsführungszylinder: poröses Gradientenstrukturdesign (Porosität 5 – 20 % einstellbar), Genauigkeit der Steuerung der Wärmestrahlungseffizienz ± 1.5 %, hilft bei der Steuerung des Sauerstoffgehalts von Einkristallsilizium < 10¹⁴ Atome/cm³.

Ionenimplantations- und Ätzgeräte

Lagerschale und Fokussierring: Oberflächenmetallverunreinigung ≤0.1 ppb, Toleranz gegenüber einer Strahlendosis von 10¹⁶ Ionen/cm² und 3-mal längere Lebensdauer als herkömmliche Materialien.

Plasmaelektrode: Abweichung der Elektronenemissionsstabilität < 0.5 %, geeignet für die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit des 5-nm-Prozessätzens.

Epitaktisches Wachstum von Verbindungshalbleitern

MOCVD-Graphitbasis: GaN/SiC-Dickeninhomogenität < ±1.5 %, Oberflächenbeschichtung reduziert die durch Graphitflüchtige Stoffe verursachte Defektdichte auf < 0.01/cm².

Schnelles Detail:

1. Andere Namen: Isostatisch gepresster Graphit, isotroper Graphit.

2. Anwendung: Thermisches Feld für Einkristallöfen, EDM-Elektrode, Graphitform für Photovoltaik-Siliziumwafer.

3. Kernparameter: Reinheit ≥99.9995 %, Dichte 1.80–1.85 g/cm³.

Thermische Feldanordnung für den Züchtungsofen für monokristallines Silizium.

Elektroden für die Funkenerosion (EDM).

Graphitform zum Gießen von Photovoltaik-Silizium-Wafern.

Höchste Reinheit der Branche (Klasse 5N), reduzierte Prozessverschmutzung.

Isotrope Struktur, gleichmäßige mechanische Eigenschaften.

Unterstützt Präzisionsbearbeitung mit einer Toleranz von bis zu ±0.01 mm.