परिचय
जब किसी सेमीकंडक्टर वेफर को गर्म किया जाता है, तो थर्मोकपल केवल तापमान मापने हेतु ही उपयोग में नहीं आता। वास्तव में, यह ऐसी प्रणाली में एक महत्वपूर्ण घटक है, जहाँ प्रत्येक वॉट ऊर्जा को वेफर पर केंद्रित रूप से ऊष्मा में बदलना आवश्यक होता है।
हमने इस थर्मोकपल को ऐसे ही डिज़ाइन किया है, ताकि यह उन हीटरों के साथ मिलकर काम कर सके, जिनमें सोने की परत होती है एवं जो इन्फ्रारेड ऊर्जा को परावर्तित करते हैं। इससे ऊर्जा की बर्बादी रुक जाती है, एवं आवश्यक स्थानों पर ही अधिकतम ऊष्मा प्राप्त होती है।
तकनीकी विवरण
सेमीकंडक्टरों को गर्म करने हेतु नियंत्रण आवश्यक है, और यह नियंत्रण विद्युत एवं ऊष्मीय स्तर पर ही शुरू होता है।
इस प्रणाली को ऐसे ही डिज़ाइन किया गया है, ताकि ऊर्जा को कुशलतापूर्वक केंद्रित किया जा सके। इसलिए थर्मोकपल को हीटर की ऊर्जा-आपूर्ति के साथ तुरंत ही तालमेल बनाना होता है। जब इसे स्थापित किया जाता है, तो ऐसे सेंसर की आवश्यकता होती है, जो ऊष्मा-उत्सर्जन क्षेत्र के निकट ही स्थित हो, एवं तेज़ तापमान पर भी सटीक मापन कर सके।
इसी कारण ही इसका डिज़ाइन संकीर्ण ही रखा गया है, ताकि ऊष्मीय संपर्क मजबूत रहे।
सामग्री एवं डिज़ाइन
सोने की परत केवल सुंदरता हेतु ही नहीं लगाई गई है। यह एक परावर्तक परत है, जो इन्फ्रारेड ऊर्जा को पुनः लक्ष्य बिंदु पर ही भेजती है; इससे प्रति वॉट अधिक ऊष्मा प्राप्त होती है।
इससे हीटर से कम ऊष्मा बर्बाद होती है, एवं वेफर पर तापमान समान रहता है। यह परत हीटर को लंबे समय तक स्थिर रखने में भी मदद करती है, एवं उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण से भी बचाती है।
विद्युत स्तर पर, हमने ऐसा कनेक्टर उपयोग में लाया है, जिससे तार जोड़ने की प्रक्रिया तेज़ एवं आसान हो जाती है। इससे स्थापना समय कम हो जाता है, एवं तार जोड़ने से संबंधित त्रुटियाँ भी कम हो जाती हैं।
अनुप्रयोग एवं लाभ
सेमीकंडक्टरों को गर्म करने हेतु, ऊष्मा-आपूर्ति को नियंत्रित करना आवश्यक है।
सोने की परत के कारण ऊर्जा परावर्तित हो जाती है, एवं थर्मोकपल सटीक मापन करता है; इससे हीटर निर्धारित स्तर से अधिक ऊष्मा नहीं उत्पन्न करता। इसका परिणाम है – तेज़ स्थिरीकरण, एवं आसपास के वातावरण में कम ऊष्मा बर्बाद होना।
लेकिन इसका एक नुकसान भी है – उच्च ऊष्मा-घनत्व के कारण चेंबर को ठंडा रखने हेतु विशेष व्यवस्था आवश्यक है। लेकिन यदि ठंडक-व्यवस्था को आवश्यकताओं के अनुसार ही डिज़ाइन किया जाए, तो ऐसा सेंसर पैकेज प्राप्त होता है, जिसकी देखभाल आसान हो जाती है।