Běžné polovodičové křemenné komponenty a aplikace

Křemen patří do trigonálního krystalového systému, což je trojrozměrný rámcový minerální krystal složený z oxidu křemičitého. Čistý křemen je typicky bezbarvý a průhledný, ale získává různé odstíny v důsledku stopových pigmentových iontů, jemně rozptýlených inkluzí nebo tvorby barevných center. Díky mnoha vynikajícím vlastnostem je křemen široce používán v různých procesech výroby polovodičů a jeho výkon a kvalita přímo ovlivňují výtěžnost, výkon a cenu polovodičových zařízení.

1. Křemenný kelímek

Thekřemenné kelímkyse používají k udržení polykrystalických křemíkových surovin v procesu růstu monokrystalického křemíku za vysokých teplot. Aby byly zajištěny stabilní podpůrné materiály, musí se křemenné kelímky pochlubit vynikající stabilitou při vysokých teplotách (bod tání > 1700 ℃) a nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, aby vydržely náročné provozní podmínky při vysokých teplotách. Křemenné kelímky pro polovodičové aplikace musí být vyrobeny z vysoce čistého křemene třídy 4N8 nebo vyšší. Tento moudrý výběr materiálu může účinně snížit rizika kontaminace krystalů způsobená vysrážením nečistot z křemenného kelímku v důsledku vysoké teploty.

Trubky křemenné pece obvykle slouží jako vysokoteplotní reakční komory pro různé procesy výroby plátků, jako je difúze, oxidace a chemická depozice z plynné fáze (CVD). Takkřemenné pecní trubkymusí mít vynikající odolnost vůči vysokým teplotám, aby se zabránilo jejich deformaci nebo měknutí způsobenému prostředím s vysokou teplotou. V některých procesech je dokonce vyžadováno dehydroxylační zpracování, aby se snížil dopad hydroxylových skupin na tepelnou stabilitu. Výroba trubek křemenné pece také vyžaduje vysoce čistý křemenný materiál s obsahem kovových nečistot ≤ 1 ppm, aby se zabránilo vysrážení nečistot během reakčního procesu a ovlivnění výsledků zpracování plátků.

Křemenné čluny se obvykle používají ve spojení s trubkami křemenných pecí pro přenášení a přepravu desítek až stovek plátků. Proto,křemenné člunyobvykle potřebují mít stejnou vynikající odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost proti korozi a stabilní a spolehlivý výkon z hlediska mechanické pevnosti jako trubky křemenných pecí.

Quartzové zaostřovací kroužkyjsou speciálně navrženy pro procesy suchého leptání. Obvykle se instalují kolem plátků, aby omezily a homogenizovaly plazmu a účinně zajistily jednotnost rychlosti leptání a vzorování na plátku. Toto provozní prostředí vyžaduje křemenné zaostřovací kroužky, které mají silnou odolnost proti korozi plazmou, extrémně vysokou rozměrovou přesnost a hladkou povrchovou úpravu, aby se zabránilo abnormálním výbojům nebo tvorbě částic.