Polprevodniški kvarc: pomembna komponenta v sodobni elektroniki
Uvod v kremenčeve materiale
Kremen (SiO₂) je morda na prvi pogled podoben steklu, vendar ga ločijo njegove edinstvene lastnosti. Za razliko od standardnega stekla, ki je sestavljeno iz več komponent (kot so kremenčev pesek, boraks, barijev karbonat, apnenec, glinenec in soda), je kremen sestavljen samo iz SiO₂. To mu daje preprosto mrežno strukturo, ki jo tvorijo tetraedrske enote silicijevega dioksida.
Pomen kremena visoke čistosti
Kremen visoke čistosti, ki ga pogosto imenujejo "kronski dragulj" steklenih materialov, ponuja izjemne lastnosti zaradi minimalne vsebnosti kovinskih nečistoč. Ta izjemen material je bistvenega pomena v različnih polprevodniških procesih in se ponaša s prednostmi, kot so:
1. Odpornost na visoke temperature: z zmehčiščem približno 1730 °C lahko kremen prenese dolgotrajno uporabo pri 1150 °C in prenese kratke izbruhe do 1450 °C.
2. Odpornost proti kemični koroziji: Kremen visoke čistosti kaže minimalno reaktivnost z večino kislin (razen fluorovodikove kisline) in izkazuje vrhunsko stabilnost pred kemičnimi napadi, saj je 30-krat bolj odporen na kisline kot keramika in 150-krat bolj odporen kot nerjavno jeklo.
3. Toplotna stabilnost: Kremen visoke čistosti ima izredno nizek koeficient toplotnega raztezanja, kar mu omogoča, da prenese hitre temperaturne spremembe brez lomljenja.
4. Optična čistost: Ta material ohranja visoko prepustnost v širokem spektru, s prepustnostjo vidne svetlobe, ki presega 93 %, in prepustnostjo ultravijoličnega sega nad 80 %.
5. Električna izolacija: Kremen visoke čistosti nudi izjemno električno odpornost, zaradi česar je odličen izolator tudi pri povišanih temperaturah.
Aplikacije v industriji polprevodnikov
Zaradi teh izjemnih fizikalnih in kemijskih lastnosti se kremen visoke čistosti v veliki meri uporablja v sodobni elektroniki, telekomunikacijah in industriji polprevodnikov. Naraščajoče povpraševanje po silicijevih rezinah je znatno povečalo potrebo po kvarčnih komponentah, zlasti pri proizvodnji čipov.
Ključne uporabe kremena v proizvodnji polprevodnikov:
1. Visokotemperaturne naprave:
·Kvarčne cevi za peč:Te cevi, ki so bistvenega pomena za postopke, kot so difuzija, oksidacija in žarjenje, zagotavljajo visokotemperaturno stabilnost in učinkovitost med izdelavo polprevodnikov.
· Quartz čolni:Kremenčevi čolni, ki se uporabljajo za transport in obdelavo silicijevih rezin, olajšajo serijsko proizvodnjo v difuzijskih postopkih.
2. Nizkotemperaturne naprave:
· Kvarčni prstani:Kvarčni obroči, ki so sestavni del postopka jedkanja, preprečujejo kontaminacijo in zagotavljajo natančno izdelavo med litografijo in vzorčenjem.
·Kvarčne čistilne košare in rezervoarji:Te komponente so ključne za čiščenje silicijevih rezin. Morajo biti odporni na kisline in alkalije, hkrati pa zmanjšati kontaktno površino, da povečajo učinkovitost čiščenja.
Zaključek
Medtem ko se kvarčne komponente lahko pojavljajo kot manjši potrošni material v procesu izdelave polprevodnikov, igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju kakovosti in zanesljivosti polprevodniških naprav. Po podatkih Techceta materiali iz kremenčevega stekla visoke čistosti predstavljajo približno 90 % letne svetovne proizvodnje v elektronski informacijski industriji.
Pri Semiceri smo predani napredku v industriji polprevodnikov z zagotavljanjem visoko zmogljivih kremenčevih materialov. Tako kot so žeblji bistveni za strukturno celovitost, je tudi kremen za proizvodnjo polprevodnikov.
2. Nizkotemperaturne naprave:
·Kvarčni prstani: Kvarčni obročki, ki so sestavni del postopka jedkanja, preprečujejo kontaminacijo in zagotavljajo natančno izdelavo med litografijo in vzorčenjem.
·Kvarčne čistilne košare in rezervoarji: Te komponente so ključne za čiščenje silicijevih rezin. Morajo biti odporni na kisline in alkalije, hkrati pa zmanjšati kontaktno površino, da povečajo učinkovitost čiščenja.
Zaključek
Medtem ko se kvarčne komponente lahko pojavljajo kot manjši potrošni material v procesu izdelave polprevodnikov, igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju kakovosti in zanesljivosti polprevodniških naprav. Po podatkih Techceta materiali iz kremenčevega stekla visoke čistosti predstavljajo približno 90 % letne svetovne proizvodnje v elektronski informacijski industriji.
Pri Semiceri smo predani napredku v industriji polprevodnikov z zagotavljanjem visoko zmogljivih kremenčevih materialov. Tako kot so žeblji bistveni za strukturno celovitost, je tudi kremen za proizvodnjo polprevodnikov.
