Устройство для термической обработки подложки, носитель и элемент для поддержки подложки для этого устройства

Устройство для термической обработки подложки, носитель и элемент для поддержки подложки для этого устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к устройству для термической обработки подложки, причем устройство имеет нагревательный узел и носитель, снабженный опорной поверхностью для поддержания подложки.

Данное изобретение, кроме того, относится к носителю для термической обработки подложки, имеющему по меньшей мере одну опорную поверхность для подложки.

Дополнительно, изобретение относится к элементу для поддержки подложки для носителя для термической обработки подложки, имеющего опорную поверхность для подложки.

Устройства в соответствии с данным изобретением применяют, например, для термической обработки полупроводниковых пластин в полупроводниковой и фотоэлектрической отраслях промышленности; они в основном предназначены для одновременного облучения множества подложек и, как правило, применяются в процессах, не являющихся непрерывными, (периодических процессах). В этих устройствах, подложку обычно располагают в закрытой технологической камере, которая спроектирована для термической обработки при определенных условиях окружающей среды; данная технологическая камера может предпочтительно быть вакуумирована или может поддерживаться под давлением с применением реакционноспособного или защитного газа.

Носители в соответствии с данным изобретением сконструированы так, чтобы принимать и поддерживать одну или несколько подложек и/или они могут быть применены для перемещения подложек; эти носители имеют одну или несколько опорных поверхностей, каждая из которых может быть спроектирована для приема одной или нескольких подложек. Носители могут быть изготовлены в виде одной части или в виде нескольких частей. В последнем случае, носитель часто имеет поддерживающую раму, в которой могут быть размещены один или несколько элементов для поддержки подложки.

Элементы для поддержки подложки в соответствии с данным изобретением имеют по меньшей мере одну опорную поверхность для поддержания подложки, например, в виде углубления. Они могут быть применены, например, в качестве держателей или носителей для одной или нескольких подложек.

Уровень техники

Во время изготовления и обработки кремниевых пластин часто необходимо подвергать кремниевые пластины термической обработке. Кремниевые пластины являются тонкими, пластинчатыми подложками, которые имеют лицевую сторону подложки и тыльную сторону подложки. Для термической обработки кремниевых пластин применяют устройства, которые имеют нагревательный узел, обычно в форме одного или нескольких инфракрасных излучателей, в дополнение к элементу для приема подложки.

Поскольку термическая обработка кремниевых пластин часто происходит при специальных условиях, например, в вакууме или в другой, подходящей атмосфере, например, в реакционной атмосфере, то элемент для приема подложки обычно расположен в газонепроницаемой закрытой технологической камере. Высокая производительность в отношении пластин достигается во время термической обработки, когда множество пластин подвергают термической обработке в технологической камере одновременно. С этой целью, пластины предпочтительно поддерживают на носителе, на который загружают множество пластин, и который доставляет их для термической обработки.

Такие носители часто имеют вертикальные структуры; они главным образом содержат верхнюю и нижнюю ограничивающие платы, которые соединены одна с другой посредством нескольких пазовых поперечных стержней. Во время технической обработки пластин для полупроводников, эти носители применяют, например, в печи, в устройствах для нанесения покрытия или травления, а также для транспортировки и хранения пластин. Такой носитель известен, например из публикации DE 202005001721 U1. В качестве альтернативы и в дополнение, применяют горизонтальные структуры, в которых пластины располагают в несколько уровней подобно стеллажной системе.

Однако, недостатком известных носителей является то, что лишь небольшое компоновочное пространство остается между пластинами, поддерживаемыми в носителе, что приводит к тому, что нагревательный узел располагается сбоку носителя. Облучение пластин с боковой стороны обычно обусловливает неравномерное облучение краевых и центральных областей пластин. Это может приводить к увеличенным временам обработки, поскольку облучение должно продолжаться до тех пор, пока даже центральная область пластины не достигнет выбранной температуры.

В известных устройствах инфракрасные излучатели размещают в технологической камере для того, чтобы предоставлять наиболее высокую возможную интенсивность облучения на поверхности пластины. Хорошая, равномерная термическая обработка подложек с большими площадями поверхности достигается, когда множество инфракрасных излучателей расположено в технологической камере. Инфракрасные излучатели обычно располагают при продольных осях излучателей, параллельных одни другим. Инфракрасные излучатели предпочтительно располагают на лицевой и тыльной сторонах подложки. Однако это требует наличия сравнительно большого доступного компоновочного пространства выше и/или ниже пластины, которая должна быть облучена.

Электрический контакт инфракрасного излучателя находится обычно с наружной стороны технологической камеры. Это имеет то преимущество, что электрические разряды в местах контактирования устраняются внутри технологической камеры. Однако в этом случае инфракрасные излучатели должны быть соединены через стенку технологической камеры, так что специальное уплотнение требуется для токовводов.

Из DE 102008063677 B4, например, известен инфракрасный излучатель, который может быть установлен в вакуумной камере и который для газонепроницаемого уплотнения снабжен уплотнительным элементом в форме О-образного уплотнительного кольца. Такие уплотнения имеют, однако, тот недостаток, что уплотнительный элемент регулярно подвергается высоким термическим напряжениям, которые могут повреждать уплотнительный элемент. Поэтому затруднено получение долговечного термостойкого уплотнения токовводов для инфракрасного излучателя.

В заключение, инфракрасные излучатели, расположенные в технологической камере, имеют определенную пространственную протяженность и требуют наличия определенной доли компоновочного пространства. Компоновочное пространство устройства, которое применяют для термической обработки подложек, является часто ограниченным и не может быть увеличено по желанию. Кроме того, дополнительно требуемое компоновочное пространство может способствовать увеличению требуемых времен обработки, поскольку, например, процесс вакуумирования является более продолжительным в устройстве, имеющем большие размеры. Это может приводить к уменьшенной производительности во время термической обработки пластин.

Техническая задача

Основной технической целью данного изобретения является поэтому предоставление устройства, которое делает возможной высокую производительность процесса получения подложек.

Кроме того, основной целью данного изобретения является создание носителя и элемента для поддержки подложки для носителя, которые делают возможной простую термическую обработку подложек с высокой производительностью.

Краткое описание изобретения

В отношении устройства для термической обработки подложки, вышеуказанная цель, начиная от вышеуказанного устройства, достигается в соответствии с данным изобретением тем, что по меньшей мере часть носителя изготовлена из композиционного материала, содержащего аморфный матричный компонент и дополнительный компонент в форме полупроводникового материала, при этом токопроводящая дорожка, которая является частью нагревательного узла и которая изготовлена из электропроводного резистивного материала, который генерирует тепло, когда ток проходит через него, нанесена на поверхность носителя.

Известные устройства для термической обработки подложки имеют носитель и нагревательный узел. В этих устройствах, носитель и нагревательный узел выполнены как отдельные сборки, при этом нагревательный узел обычно расположен в технологической камере рядом с носителем, например, выше и/или ниже носителя, или нагревательный узел расположен с боковой стороны носителя. Нагревательный узел содержит нагревательный элемент, излучающий тепловое излучение, а также электрические соединения и цепи, требующиеся для функционирования нагревательного элемента.

Основная идея данного изобретения заключается в том, что высокая производительность процесса получения подложек может быть достигнута, если устройство имеет максимально возможную компактную конструкцию. В соответствии с данным изобретением, это достигается тем, что не применяется отдельный нагревательный узел, и нагревательный узел интегрирован в носитель. Кроме того, носитель, имеющий интегрированный нагревательный узел способствует очень равномерному облучению подложки, размещенной на нем.

В соответствии с данным изобретением, поэтому, предложены две модификации носителя, одна из которых относится к материалу носителя, и другая относится к типу электрического контактирования носителя.

Для того, чтобы обеспечить эмиссию инфракрасного излучения носителем, по меньшей мере часть носителя изготовлена из композиционного материала. Состав композиционного материала выбирают таким образом, чтобы получить термически чувствительный материал, который может принимать низкоэнергетическое исходное состояние и может принимать высокоэнергетическое возбужденное состояние. Если такой материал возвращается от возбужденного состояния к исходному состоянию, энергия высвобождается, предпочтительно в форме инфракрасного излучения, и она применима для облучения подложки.

Энергия, требующаяся для возбуждения композиционного материала, предоставлена посредством токопроводящей дорожки, изготовленной из электропроводного резистивного материала, который нанесен на поверхность носителя, данная токопроводящая дорожка генерирует тепло, когда ток протекает через нее. Токопроводящая дорожка действует в качестве «локального» нагревательного элемента, посредством которого по меньшей мере часть носителя может нагреваться локальным образом. Однако, токопроводящая дорожка не образует действующий нагревательный элемент, с помощью которого подложка нагревается в устройстве, а вместо этого в основном предназначено для нагревания другого компонента устройства, а именно, самого носителя. Токопроводящая дорожка имеет такие пространственные размеры, что она нагревает часть носителя, которая изготовлена из композиционного материала. Перемещение тепла от электрорезистивного элемента к носителю может быть основано на теплопроводности, конвекции или тепловом излучении.

Кроме того, нагревательный узел, интегрированный в носитель, способствует минимизации среднего расстояния от нагревательного элемента до поверхности подложки. Это делает возможным особенно эффективный процесс нагревания и короткие времена обработки.

В устройстве, имеющем такую структуру носителя, часть носителя, которая изготовлена из композиционного материала, образует действующий элемент, который эмитирует инфракрасное излучение. Композиционный материал включает следующие компоненты:

Аморфный матричный компонент представляет наибольшую часть композиционного материала в отношении массы и объема. Это определяет, в наибольшей степени, механические и химические свойства композиционного материала: например, его термостойкость, прочность и коррозионную прочность.

Поскольку матричный компонент является аморфным - он предпочтительно содержит стекло - геометрическая конфигурация носителя может быть приспособлена более простым образом к требованиям конкретного применения устройства по данному изобретению, чем носитель, изготовленный из кристаллических материалов. Кроме того, композиционный материал, который в основном содержит компонент аморфного материала, легко может быть приспособлен к специфическим формам подложек.

Матричный компонент может содержать нелегированное или легированное кварцевое стекло и, помимо SiO₂, может включать другие оксидные, нитридные или карбидные компоненты в количестве вплоть до максимальной величины 10 масс.%.

Кроме того, в соответствии с данным изобретением также предусмотрено то, что дополнительный компонент в форме полупроводникового материала интеркалирован в матричный компонент. Данный дополнительный компонент образует дискретную аморфную фазу, диспергированную в аморфном матричном компоненте, или образует кристаллическую фазу.

Полупроводник имеет валентную зону и зону проводимости, которые могут быть отделены одна от другой посредством запрещенной зоны, имеющей ширину вплоть до ΔЕ ≈ 3 эВ. Ширина запрещенной зоны составляет, например 0,72 эВ для Ge, 1,12 эВ для Si, 0,26 эВ для InSb, 0,8 эВ для GaSb, 1,6 эВ для AlSb, 2,5 эВ для CdS. Удельная электропроводность полупроводника зависит от того, сколько электронов пересекают запрещенную зону и могут перемещаться из валентной зоны в зону проводимости. В принципе, при комнатной температуре лишь небольшое количество электронов может пересекать запрещенную зону и перемещаться в зону проводимости, так что обычно при комнатной температуре полупроводник обладает лишь ограниченной удельной электропроводностью. Однако уровень удельной электропроводности полупроводника в значительной степени зависит от его температуры. Если температура полупроводникового материала возрастает, то увеличивается также вероятность того, что имеется достаточная энергия, подходящая для перемещения электрона из валентной зоны в зону проводимости. Поэтому удельная электропроводность полупроводника увеличивается с температурой. При надлежащих температурах полупроводниковые материалы обладают высокой удельной электропроводностью.

Дополнительный компонент в качестве дискретной фазы распределен равномерно или намеренно неравномерно. Дополнительный компонент определяет в значительной степени оптические и термические свойства подложки; более точно, в инфракрасной области спектра, которая является диапазоном длин волн между 780 ни и 1 мм, он вызывает поглощение. Для по меньшей мере части излучения в этой области спектра дополнительный компонент обладает поглощением, которое выше, чем поглощение матричного компонента.

Фазовые области дополнительного компонента действуют в матрице в качестве мест оптической неоднородности и приводят, например, к тому, что композиционный материал может визуально выглядеть черным или черно-серым при комнатной температуре, в зависимости от толщины слоя. В дополнение к этому, данные места неоднородности сами по себе являются теплопоглощающими.

Дополнительный компонент предпочтительно присутствует в композиционном материале таким образом и в таком количестве, что в композиционном материале он вызывает спектральную излучательную способность ε по меньшей мере 0,6 для длин волн между 2 мкм и 8 мкм при температуре 600°C.

Особенно высокая излучательная способность может быть достигнута, когда дополнительный компонент присутствует в качестве фазы дополнительного компонента и имеет асферическую морфологию с максимальными размерами в среднем менее чем 20 мкм, однако предпочтительно более чем 3 мкм.

Асферическая морфология фазы дополнительного компонента также способствует высокой механической прочности и низкой тенденции композиционного материала к образованию трещин. Термин «максимальный размер» относится к наибольшей протяженности изолированной области с фазой дополнительного компонента, определяемой на микрофотографии. Вышеуказанное среднее значение найдено из средней величины всех размеров наибольшей протяженности на микрофотографии.

В соответствии с законом излучения Кирхгофа, спектральный коэффициент поглощения α_λ и спектральная излучательная способность ε_λ реального тела при термическом равновесии равны.

αλ=ελ

(1)

Дополнительный компонент таким образом обеспечивает то, что материал подложки эмитирует инфракрасное излучение. Спектральная излучательная способность ε_λ может быть рассчитана указанным ниже образом с помощью известных направленно-полусферической спектральной отражательной способности R_gh и направленно-полусферического спектрального коэффициента пропускания T_gh:

ελ=1-Rgh - Tgh

(2)

«Спектральная излучательная способность» должна истолковываться как означающая «спектральная нормальная излучательная способность». Это найдено при применении принципа измерения, известного как «Граничные условия твердого тела» (BBC) и опубликованного в «DETERMINING THE TRANSMITTANCE AND EMITTANCE OF TRANSPARENT AND SEMITRANSPARENT MATERIALS AT ELEVATED TEMPERATURES», J. Manara, M. Keller, D. Kraus, M. Arduini-Schuster; 5th European Thermal-Sciences Conference, The Netherlands (2008).

Аморфный матричный компонент в композиционном материале, а именно, в связи с дополнительным компонентом, обладает более высоким поглощением теплового излучения, чем оно имело бы место в случае без дополнительного компонента. Это приводит в результате к улучшенной теплопроводности от токопроводящей дорожки в подложку, более быстрому распределению тепла и более высокой интенсивности излучения, воздействующего на подложку. Вследствие этого возможно предоставлять более высокую мощность излучения на единицу площади поверхности и также создавать равномерную эмиссию и равномерное температурное поле, даже при малой толщине стенки поддерживающей структуры и/или при сравнительно низкой плотности нагрузки проводника.

Носитель, имеющий малую толщину стенки, обладает низкой тепловой массой и делает возможным быстрое изменение температуры. Поэтому охлаждающий элемент не является необходимым.

В предпочтительном варианте осуществления устройства в соответствии с данным изобретением дополнительный компонент присутствует в виде и в количестве, чтобы вызывать спектральную излучательную способность ε по меньшей мере 0,75 для длин волн между 2 мкм и 8 мкм к композиционном материале при температуре 1000°C.

Поэтому, композиционный материал обладает высокой способностью к поглощению и эмиссии для теплового излучения между 2 мкм и 8 мкм, то есть в диапазоне длин волн инфракрасного излучения. Это уменьшает отражение на поверхностях композиционного материала таким образом, что, при условии пренебрежимо малого пропускания, результатом является отражательная способность самое большее 0,25 для длин волн между 2 мкм и 8 мкм и при температурах выше чем 1000°C и 0,4 при температурах 600°C. Невоспроизводимое нагревание посредством отраженного теплового излучения тем самым избегают, что способствует равномерному или требуемому неравномерному распределению температуры.

В предпочтительном варианте осуществления устройства в соответствии с данным изобретением предусмотрено то, что устройство имеет технологическую камеру, в которой размещен носитель, указанная технологическая камера имеет стенку технологической камеры с токовводом, через который первый электрический потенциал и второй электрический потенциал проведены в технологическую камеру для электрического контактирования с токопроводящей дорожкой.

Электропитание для токопроводящей дорожки требуется для функционирования нагревательного узла, который интегрирован в носитель. Поскольку лишь небольшой рабочий ток требуется для функционирования токопроводящей дорожки, по сравнению с обычным нагревательным узлом, токопроводящая дорожка может электрически контактировать посредством единственного токоввода в пространство для обработки. Токовводы любого типа обладают тем недостатком, что они должны быть уплотнены. Однако такие уплотнения являются часто проблематичными, особенно по той причине, что почти невозможно выполнить долговечное уплотнение. Ограничивающим фактором является часто нерабочее время применяемых световых элементов, особенно когда они подвергаются воздействию излучения высокой мощности или реакционных атмосфер. Одним из преимуществ устройства в соответствии с изобретением является то, что даже множество токопроводящих дорожек носителя может снабжаться посредством одного токоввода, так что лишь два электрических потенциала должны быть проведены в технологическую камеру. Предпочтительно лишь первая индивидуальная линия, имеющая первый электрический потенциал, и вторая индивидуальная линия, имеющая второй электрический потенциал, проведены в технологическую камеру. Первая индивидуальная линия и вторая индивидуальная линия могут быть интегрированы в общий кабель. Проводники, соединенные с ним, могут быть подключены параллельно или последовательно.

В отношении носителя для термической обработки подложки, вышеуказанная цель, начиная от носителя, приведенного выше, достигается в соответствии с данным изобретением тем, что по меньшей мере часть носителя изготовлена из композиционного материала, содержащего аморфный матричный компонент и дополнительный компонент в форме полупроводникового материала, и токопроводящая дорожка, изготовленная из электропроводного резистивного материала, который генерирует тепло, когда ток проходит через него, нанесена на поверхность композиционного материала.

Носитель по данному изобретению предназначен, в частности, для термической обработки полупроводниковой пластины (кремниевой пластины).

Известные носители для термической обработки подложки обычно изготовлены из теплостойкого материала. Кроме того, особенно в производстве полупроводников, выход и электрические рабочие характеристики полупроводниковых компонентов зависят в значительной степени от успеха в предотвращении полупроводника от загрязнения примесями во время производства. Для того, чтобы предотвратить введение загрязнений в технологическую камеру через носитель, известные носители часто изготавливают из однокомпонентного материала, обладающего высокой химической стойкостью, так что это представляет низкий риск загрязнения для подложки.

Носитель в соответствии с данным изобретением может быть изготовлен в виде одной части или нескольких частей; он может, в частности, иметь вертикальную структуру или горизонтальную структуру. Носитель предпочтительно имеет горизонтальную структуру. В горизонтальных структурах, опорная поверхность для подложки расположена параллельно поверхности дна технологической камеры. Если предоставлено несколько отдельных носителей, они расположены параллельно один другому. Такая горизонтальная ориентация подложек имеет то преимущество, что подложки вследствие силы тяжести позиционированы на их соответствующих опорных поверхностях. Это предоставляет возможность хорошего теплопереноса от опорной поверхности к сопряженной подложке. В этом контексте, применение структуры носителя стеллажного типа оказалось особенно выгодным, поскольку при применении этого типа носителя энергия, требующаяся для нагревания подложки, может быть предоставлена посредством двух механизмов, а именно, посредством прямого облучения подложки и также косвенным образом посредством теплопроводности с помощью самого носителя.

Поскольку носитель в соответствии с данным изобретением изготовлен из композиционного материала и вместе с этим снабжен токопроводящей дорожкой, изготовленной из резистивного материала, инфракрасное излучение может быть создано непосредственно носителем. Носитель по данному изобретению поэтому имеет две функции: первую, в соответствии с которой носитель может быть применен для перемещения и хранения подложек, и вторую, в соответствии с которой носитель может также быть использован в качестве источника излучения для термической обработки подложек, без дополнительного, внешнего источника излучения, требуемого для этого. Также не является необходимым, например, перемещение подложек в специальный носитель, применимый для облучения подложек.

В соответствии с данным изобретением, материал, из которого изготовлен носитель, и тип электрического контактирования выбирают таким образом, чтобы по меньшей мере некоторое количество материала носителя могло быть преобразовано, посредством энергии, введенной в материал, из исходного состояния в возбужденное состояние, особенно таким образом, чтобы во время возвращения из возбужденного состояния в исходное состояние материал носителя эмитировал инфракрасное излучение, которое предоставляется для облучения подложки.

В устройстве, имеющем такой носитель, часть носителя, которая изготовлена из композиционного материала, является действующим элементом, эмитирующим инфракрасное излучение. Композиционный материал включает аморфный матричный компонент и дополнительный компонент в форме полупроводникового материала, как описано подробно выше в отношении устройства в соответствии с данным изобретением.

Поскольку токопроводящая дорожка, изготовленная из электропроводного резистивного материала, нанесена на поверхность носителя, тепло может генерироваться посредством резистивного материала, когда ток протекает через него. Токопроводящая дорожка действует в качестве «локального» нагревательного элемента, посредством которого по меньшей мере подобласть поддерживающей структуры может нагреваться локальным образом.

В одном предпочтительном варианте осуществления носителя в соответствии с данным изобретением предусмотрено то, что в области опорной поверхности он изготовлен из композиционного материала.

Как правило, носители, которые применяют для термической обработки подложки, изготавливают из материала, который характеризуется в значительной степени высокой температурной стабильностью и высокой химической стойкостью. В производстве полупроводников, в частности, выход и электрические рабочие характеристики полупроводниковых элементов зависят в значительной степени от успеха в предотвращении полупроводника от загрязнения примесями во время производства полупроводника. Такое загрязнение может быть вызвано, например, применяемым устройством.

Весь носитель или его часть может быть изготовлена из композиционного материала. Носитель, который изготовлен полностью из композиционного материала, является простым и экономически эффективным для изготовления. Верхняя сторона такой опорной поверхности может быть полностью или частично покрыта токопроводящей дорожкой. Подтверждено, что выгодно, когда лишь часть верхней стороны носителя покрыта токопроводящей дорожкой. В этом случае, лишь области носителя, которые связаны с токопроводящей дорожкой являются непосредственно термически возбуждаемыми. Области, которые не возбуждаются непосредственно термическим образом, не проявляют какую-либо существенную эмиссию инфракрасного излучения ниже температуры 40°C. Область излучения может быть адаптирована к форме подложки посредством компоновочного расположения токопроводящей дорожки и выбора области, покрытой токопроводящей дорожкой, подходящим образом, с тем, чтобы это приводило к равномерной термической обработке подложки.

Для того, чтобы улучшить равномерное облучение подложки, размещенной на опорной поверхности, подтверждено, что выгодно, когда носитель изготовлен из композиционного материала лишь в области опорной поверхности, или когда токопроводящая дорожка нанесена на носитель таким образом, что последний возбуждается только лишь в области опорной поверхности. В обоих случаях лишь опорная поверхность действует в качестве эмиттера инфракрасного излучения. Форма опорной поверхности может простым образом быть адаптирована к форме подложки. В этом случае, нагревательный узел, имеющий такую же форму, размещен на подложке, расположенной на опорной поверхности, так что возможно создание особенно равномерного облучения подложки.

Опорная поверхность предпочтительно изготовлена как плоская поверхность.

Изготовление плоской поверхности не является очень сложным; особенно высокое качество опорной поверхности может быть достигнуто, например, посредством сглаживания. Плоская опорная поверхность, кроме того, имеет то преимущество, что подложка, которая является подобным образом плоской, имеет наибольшую возможную контактную поверхность с опорной поверхностью. Это способствует особенно равномерному теплопереносу к подложке.

Подложка, размещенная на опорной поверхности, может поддерживаться на опорной поверхности полностью или частично. Предпочтительно, вся сторона подложки, размещенной на опорной поверхности, обращена к опорной поверхности. Это имеет то преимущество, что температура стороны, расположенной на ней, может быть отрегулирована до максимально возможной степени посредством приведения в действие электрическим образом токопроводящей дорожки опорной поверхности, с тем, чтобы сделать возможным нагревание подложки наиболее равномерным образом.

Опорная поверхность для подложки предпочтительно находится в интервале от 10000 мм² до 160000 мм² по размеру, особенно предпочтительно находится в интервале от 10000 мм² до 15000 мм² по размеру.

Опорная поверхность в интервале от 10000 мм² до 160000 мм² является достаточно большой, чтобы принимать соответствующие подложки, например, полупроводниковых пластин. Кроме того, опорная поверхность более чем 160000 мм² является сложной для изготовления.

Подтверждено, что выгодно, когда величина площади опорной поверхности находится в интервале от 10000 мм² до 15000 мм². Опорная поверхность в этом интервале является особенно подходящей для приема пластин, когда их применяют в производстве электронных компонентов, например, в производстве интегральных схем. Подтверждено, что выгодно, когда опорная поверхность имеет квадратную или круглую форму. В случае опорной поверхности квадратной формы, ее размер находится предпочтительно между 100 мм × 100 мм и 122 мм × 122 мм; для опорной поверхности круглой формы диаметр опорной поверхности находится предпочтительно между 56 мм и 120 мм.

Подтверждено, что выгодно, когда аморфным матричным компонентом является кварцевое стекло, полупроводниковый материал присутствует в элементарной форме, при этом доля по массе полупроводникового материала находится в интервале между 0,1% и 5%.

В этом контексте, подтверждено, что выгодно, когда аморфный матричный компонент и дополнительный компонент обладают электроизолирующими свойствами при температурах ниже 600°C.

Кварцевое стекло является электроизоляционным материалом и, в дополнение к обладанию высокой прочностью, он обладает высокой устойчивостью к коррозии, к температуре и к термическому удару; кроме того, он доступен при высокой чистоте. Поэтом он является также применимым в качестве матричного материала для процессов высокотемпературного нагревания при температурах вплоть до 1100°C. Охлаждение не является необходимым.

В матрице, небольшие области полупроводниковой фазы действуют, с одной стороны, в качестве мест оптической неоднородности, и, в зависимости от толщины слоя, это приводит к тому, что материал подложки может визуально проявляться как черный или черно-серый при комнатной температуре. С другой стороны, данные места неоднородности могут влиять на теплопоглощение композиционного материала в целом. Это может быть главным образом являться следствием свойств тонко распределенных элементарных фаз от полупроводника, в соответствии с чем, во-первых, энергия между валентной зоной и зоной проводимости (энергия запрещенной зоны) уменьшается с температурой, и, во-вторых, когда энергия активации является достаточно высокой, электроны переходят из валентной зоны в зону проводимости, что связано со значительным увеличением коэффициента поглощения. Термически активированное заполнение зоны проводимости может приводить к тому, что полупроводниковый материал может быть прозрачным до некоторой степени при определенных длинах волн (таких как примерно 1000 нм или более) при комнатной температуре и может быть непрозрачным при высоких температурах.

Когда температура композиционного материала увеличивается, вследствие этого поглощение и излучательная способность могут по этой причине резко возрастать. Этот эффект зависит, помимо прочего, от структуры (аморфной/кристаллической) и легирования полупроводника.

Дополнительный компонент является предпочтительно элементарным кремнием. Чистый кремний, например, показывает заметное увеличение в эмиссии, начиная от примерно 600°C, однако она достигает насыщения при примерно 1000°C.

Полупроводниковый материал и, в особенности, предпочтительно применяемый элементарный кремний, поэтому вызывает черное окрашивание стекловидного матричного компонента, особенно при комнатной температуре, однако также и при повышенных температурах, например, выше 600°C. Это создает хорошие характеристики эмиссии применительно к широкополосной, высокой эмиссии при высоких температурах. Полупроводниковый материал, предпочтительно элементарный кремний, образует дискретную Si фазу, диспергированную в матрице. Она может включать несколько полуметаллов или металлов (металлов, однако, при максимальном содержании до 50 масс.%, однако лучше не более, чем 20 масс.%, по отношению к массовой доле дополнительного компонента). Композиционный материал не проявляет какой-либо открытой пористости, и в лучшем случае имеет закрытую пористость менее чем 0,5% и удельную плотность по меньшей мере 2,19 г/см³. Он поэтому подходит для носителей, в которых главным вопросом является чистота или газонепроницаемость материала, из которого изготавливают носитель.

Теплопоглощение композиционного материала зависит от доли дополнительного компонента. Массовая доля дополнительного компонента должна поэтому предпочтительно составлять по меньшей мере 0,1%. С другой стороны, высокая объемная доля в отношении содержания дополнительного компонента может оказывать негативное влияние на химические и механические свойства матрицы. Исходя из этого, массовая доля дополнительного компонента находится предпочтительно в интервале между 0,1% и 5%.

Один из вариантов осуществления носителя, в котором аморфным матричным компонентом является кварцевое стекло, и который предпочтительно имеет химическую чистоту по меньшей мере 99,99% SiO₂ и содержание кристобалита самое большее 1%, является особенно выгодным для уменьшения риска загрязнения подложки от носителя. Поскольку матрица имеет низкое содержание кристобалита, составляющее 1% или менее, имеет место низкая тенденция к расстеклованию и, соответственно, низкая степень риска образования трещин при применении в качестве носителя. Посредством этого также удовлетворяются требования в отношении отсутствия частиц, в отношении чистоты и инертности, которые обычно имеют место для процессов производства полупроводников.

Подтверждено, что выгодно, когда токопроводящая дорожка изготовлена из платины, высокожаропрочной стали, тантала, ферритного сплава FeCrAl, аустенитного сплава CrFeNi или из молибденового сплава и имеет площадь поперечного сечения в интервале от 0,01 мм² до 2,5 мм².

Токопроводящая дорожка является частью нагревательного узла, посредством которого нагревают носитель; она изготовлена из резистивного материала, который генерирует тепло, когда ток проходит через него. Резистивный материал образует электрический компонент, посредством которого электрическая энергия может быть преобразована в тепловую энергию (тепло); он может поэтому также быть назван терморезистором. Теплопроизводительность резистивного материала зависит от удельного сопротивления материала, поперечного сечения и длины материала, и от рабочего тока или рабочего напряжения, приложенного к нему.

Поскольку рабочий ток и рабочее