Misurazione della temperatura nella crescita del polisilicio

Controllo preciso della temperatura per garantire qualità e stabilità del processo

Nel processo di produzione del polisilicio, un controllo termico preciso è essenziale per garantire la qualità e la purezza del materiale. Durante la deposizione CVD, le barre di silicio devono essere mantenute a temperature elevate e costanti (fino a 1150?°C), ma il monitoraggio è complicato dall’ambiente ostile del reattore, dall’emissività variabile del silicio e dall’impossibilità di usare sensori a contatto. In questo contesto, i pirometri a infrarossi rappresentano una soluzione ottimale, poiché permettono misurazioni senza contatto, affidabili, resistenti alle alte temperature e agli agenti chimici aggressivi.

In particolare, i pirometri a fibra ottica con tecnologia a due colori (come il CTratio) risultano ideali: offrono accuratezza anche con superfici parzialmente visibili e compensano automaticamente le variazioni di emissività. La testa di rilevamento passiva può essere installata in aree difficili e pericolose, lasciando l’elettronica fuori dal reattore. Questo permette un monitoraggio continuo e sicuro, riducendo difetti strutturali e il rischio di surriscaldamento. 

 

Un pirometro monocolore misura l'intensità della radiazione a una sola lunghezza d'onda: se l'emissività del target è sconosciuta, variabile con la temperatura o cambia con lo stato superficiale, quella misura porta errori sistematici. Un pirometro bicolore misura invece il rapporto tra le intensità a due lunghezze d'onda ravvicinate: finché l'emissività influenza entrambi i canali allo stesso modo - condizione vera per la grande maggioranza dei metalli ad alta temperatura - il rapporto rimane stabile e la misura è affidabile indipendentemente dall'emissività esatta del target.

Negli ambienti industriali più impegnativi - fonderie con vapori, impianti con polveri, processi dove la finestra di osservazione si sporca rapidamente - un pirometro monocolore perde affidabilità: non è in grado di distinguere un calo di temperatura da un'attenuazione del segnale. Il CTratio 2M risolve questo problema misurando il rapporto tra la radiazione a due lunghezze d'onda ravvicinate attorno a 1,6 µm: finché l'attenuazione colpisce entrambi i canali proporzionalmente, il rapporto - e quindi la misura - rimane stabile. Fino al 90% di attenuazione del segnale tollerata senza perdere affidabilità.

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