IR加熱を使ってカーボンナノチューブを正しく製造するには、化学気相成長法（CVD）を効率的に進めるために、高温の領域を正確に制御することが重要です。長い間、人々は従来の抵抗式炉を使用してきました。しかし、私たちはそれらの代わりに赤外線加熱ランプを使用しています。なぜでしょうか？それは、大量の空気を温めるだけで、ごく小さな領域だけを温めるのはエネルギーの無駄だからです。
本当に重要な場所を加熱する CNTを育成するには、急速な温度上昇と厳格な温度管理が必要です。そこで役立つのが赤外線ランプです。チャンバ全体が温まるのを待つのではなく、放射エネルギーが直接基板上に当たります。これにより、効率が向上します。空気を温めるためのコストが削減され、ウェハあたりの電力消費も減少し、工場全体の環境負荷も低減されます。
私たちが使用する装置 私たちは短波長の石英ランプを使用しています。短波長は、中波や長波に比べて、より速く基板上に熱を伝えることができるからです。私たちは高ワット数のランプを使用して、合成に必要な700℃から1000℃の温度を実現しています。
ハードウェアの側面も単純な「プラグ＆プレイ」ではありません。大電流が流れるため、頑丈なコネクタが必要です。もし配線が一定の熱負荷に耐えられない場合、端子が壊れてしまいます。また、石英製のケースを使用しています。これは、CVDプロセスで発生する腐食性ガスに耐えられる唯一の材料です。
妥協点（完璧なものはないから） 赤外線システムは、昔の炉に比べて非常に小型です。数秒で加熱できます。これは作業効率にとって大きな利点です。しかし、問題点もあります。熱は方向性があるのです。もしランプの位置がわずか数ミリずれているだけでも、基板上に低温部分ができてしまいます。その結果、CNTの成長が不均一になってしまいます。これを防ぐためには、PIDコントローラーや熱電対を注意深く管理し、温度が上がりすぎないようにしなければなりません。また、遮蔽も忘れてはいけません。遮蔽がないと、放射熱がセンサーの導線を壊し、信号が乱れてしまいます。