Infrarotbeheizung gegenüber Heißluft – eine bessere Methode zur Herstellung von Carbonnanoröhren
Wenn Sie bereits Erfahrung im Herstellen von Carbonnanoröhren haben, wissen Sie, wie schwierig das ist. Man muss ein perfektes thermisches Gleichgewicht erreichen, damit die Herstellung reibungslos verläuft. Die meisten herkömmlichen Methoden basieren auf der Zirkulation von Heißluft.
Ehrlich gesagt: Das ist ziemlich zeitaufwendig. Das Problem ist die Verzögerung – man muss lange warten, bis die Kammer die gewünschte Temperatur erreicht hat. Das ist eine Zeitverschwendung.
Die Lösung: Infrarotbeheizung
Hier kommt die Infrarotbeheizung ins Spiel. Anstatt jede einzelne Luftmolekül im Raum zu erwärmen, nutzt Infrarotstrahlung, um direkt das Substrat zu erhitzen. Das geht sehr schnell – man spricht dabei von einer Reduzierung der Aufwärmzeit von mehreren Minuten auf nur wenige Sekunden. Bei der Herstellung von Halbleitern sind diese gesparten Minuten enorm wichtig für die Gesamtleistung.
Die Herausforderungen
Es ist jedoch nicht so einfach, einfach nur eine Glühbirne auszutauschen. Infrarotstrahlung hat eine hohe Wärmestärke – wenn das Substrat auch nur leicht versetzt ist, entstehen Hotspots, die die Ausrichtung der Carbonnanoröhren stören. Man muss also genau auf die Fokallänge achten.
Außerdem gibt es noch das Problem des „Überhitzens“. Da Infrarotstrahlung so schnell wirkt, müssen die PID-Controller sehr präzise eingestellt werden. Wenn man weiterhin dieselben Einstellungen verwendet wie beim Heißluftsystem, kann die Temperatur über das Ziel hinaussteigen und der Katalysator wird zerstört.
Vorteile der Infrarotbeheizung
Der größte Vorteil ist der Platzbedarf. Ohne die großen Lüfter und alle anderen Komponenten ist der Platzbedarf der Maschine geringer. Alles wirkt ordentlicher – es gibt weniger bewegliche Teile, die kaputtgehen oder Geräusche machen können. Dadurch entsteht eine schnellere Arbeitsweise sowie eine stabilere Temperaturumgebung für die hochreinen Chips. Das macht einfach Sinn.