Tại sao đèn hồng ngoại phủ vàng lại vượt trội hơn so với hệ thống sử dụng không khí nóng trong phòng thí nghiệm?
Nếu bạn đã từng sử dụng hệ thống sử dụng không khí nóng, bạn chắc hẳn hiểu rõ cách hoạt động của nó. Người ta làm nóng không khí, sau đó chờ cho không khí ấy làm nóng chi tiết cần xử lý. Quá trình này diễn ra rất chậm. Trong ngành chế tạo bán dẫn, việc chờ đợi như vậy chính là sự lãng phí tiền bạc.
Đó là lý do tại sao chúng tôi chuyển sang sử dụng đèn hồng ngoại phủ vàng. Thay vì dựa vào không khí để truyền nhiệt, những chiếc đèn này trực tiếp truyền năng lượng vào bề mặt vật liệu cần xử lý. Không cần qua trung gian nào cả. Chỉ có nhiệt lượng được truyền trực tiếp mà thôi.
Bí quyết nằm ở lớp vàng phủ trên bề mặt đèn.
Các ống thạch anh thông thường cũng khá tốt, nhưng chúng để lượng năng lượng lớn bị tỏa ra ngoài hoặc bị lãng phí. Bằng cách phủ lớp vàng lên bề mặt đèn, chúng ta biến đèn thành một “gương” hiệu quả. Lớp vàng này giúp truyền toàn bộ năng lượng hồng ngoại xuống bề mặt vật liệu cần xử lý, thay vì để năng lượng bị lãng phí bên trong vỏ đèn.
Ngoài ra, việc sử dụng hai ống cùng lúc giúp tăng diện tích bề mặt phát nhiệt mà không làm tăng kích thước của bộ gia nhiệt. Điều này giúp tăng công suất truyền nhiệt. Bạn có thể đạt được nhiệt độ cần thiết chỉ trong vài giây, chứ không phải vài phút.
Hãy ngừng việc làm nóng toàn bộ căn phòng đi, hãy tập trung vào việc làm nóng các tấm wafer thay vì vậy.
Hãy nghĩ về lò nướng sử dụng không khí nóng. Bạn phải chờ cho toàn bộ buồng nướng đạt đến cùng một nhiệt độ. Điều này thật phiền phức.
Với đèn hồng ngoại phủ vàng, quá trình làm nóng diễn ra ngay lập tức. Bạn không còn lãng phí năng lượng vào việc làm nóng không khí nữa; năng lượng được truyền trực tiếp vào tấm silicon hoặc GaAs. Thời gian xử lý giảm đi, và năng suất tăng lên.
Hơn nữa, sóng hồng ngoại có bước sóng ngắn có khả năng xâm nhập sâu vào bên trong vật liệu. Bạn sẽ không gặp phải hiện tượng bề mặt bị cháy nhưng phần bên trong vẫn còn lạnh. Điều này rất hữu ích khi bạn muốn loại bỏ các khuyết tật trong quá trình xử lý vật liệu.
Nhược điểm (vì luôn có nhược điểm).
Vấn đề là: mật độ nhiệt cao như vậy sẽ gây áp lực lớn lên nguồn điện cung cấp năng lượng. Nếu bạn sử dụng hệ thống đèn có công suất cao, bạn cần đảm bảo rằng hệ thống điện có thể chịu đựng được dòng điện cao ban đầu.
Bạn cũng không thể bỏ qua vấn đề làm mát. Bạn cần có quạt để đưa nhiệt ra khỏi phần cuối của đèn; nếu không, các bộ phận bảo vệ đèn sẽ bị hư hỏng.
Đó là một sự đánh đổi. Bạn sẽ có tốc độ xử lý cực cao, nhưng bạn cần phải quản lý các vùng nhiệt một cách cẩn thận. Liệu điều này có xứng đáng không? Chắc chắn rồi.