Typowe komponenty i zastosowania kwarcu półprzewodnikowego

Kwarc należy do układu kryształów trygonalnych, który jest trójwymiarowym szkieletowym kryształem mineralnym złożonym z dwutlenku krzemu. Zwykle czysty kwarc jest bezbarwny i przezroczysty, ale przybiera różnorodne odcienie w wyniku śladowych jonów pigmentu, drobno zdyspergowanych wtrąceń lub tworzenia się centrów kolorów. Dzięki wielu doskonałym właściwościom kwarc jest szeroko stosowany w różnych procesach produkcji półprzewodników, a jego wydajność i jakość bezpośrednio wpływają na wydajność, wydajność i koszt urządzeń półprzewodnikowych.

1. Tygiel kwarcowy

Thetygle kwarcowesłużą do utrzymywania surowców z krzemu polikrystalicznego w procesie wzrostu krzemu monokrystalicznego w wysokiej temperaturze. Aby zapewnić stabilne materiały nośne, tygle kwarcowe muszą charakteryzować się doskonałą stabilnością w wysokich temperaturach (temperatura topnienia > 1700 ℃) i niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, aby wytrzymać wyzwania związane z trudnymi warunkami pracy w wysokiej temperaturze. Tygle kwarcowe do zastosowań półprzewodnikowych muszą być wykonane z kwarcu o wysokiej czystości klasy 4N8 lub wyższej. Taki mądry dobór materiałów może skutecznie zmniejszyć ryzyko zanieczyszczenia kryształów spowodowane wytrącaniem się zanieczyszczeń z tygla kwarcowego pod wpływem wysokiej temperatury.

Rury pieca kwarcowego zwykle służą jako komory reakcyjne w wysokiej temperaturze w różnych procesach produkcji płytek, takich jak dyfuzja, utlenianie i chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD). Więcrury pieca kwarcowegomuszą charakteryzować się doskonałą odpornością na wysoką temperaturę, aby zapobiec ich odkształceniu lub zmiękczeniu spowodowanemu środowiskiem o wysokiej temperaturze. W niektórych procesach wymagana jest nawet obróbka dehydroksylacyjna, aby zmniejszyć wpływ grup hydroksylowych na stabilność termiczną. Do produkcji rur pieców kwarcowych wymagany jest również materiał kwarcowy o wysokiej czystości i zawartości zanieczyszczeń metalicznych ≤1 ppm, aby zapobiec wytrącaniu się zanieczyszczeń podczas procesu reakcji i wpływaniu na wyniki przetwarzania płytek.

Łodzie kwarcowe są zwykle używane w połączeniu z rurami pieca kwarcowego do przenoszenia i transportu dziesiątek lub setek płytek. Dlatego,łódki kwarcowezwykle muszą posiadać tę samą doskonałą odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję i stabilne, niezawodne działanie pod względem wytrzymałości mechanicznej, jak rury pieca kwarcowego.

Kwarcowe pierścienie ostrościsą specjalnie zaprojektowane do procesów trawienia na sucho. Zazwyczaj instaluje się je wokół płytek, aby ograniczyć i ujednorodnić plazmę, skutecznie zapewniając równomierność szybkości trawienia i wzoru na płytce. To środowisko pracy wymaga, aby kwarcowe pierścienie ogniskujące charakteryzowały się dużą odpornością na korozję plazmową, wyjątkowo wysoką dokładnością wymiarową i gładkim wykończeniem powierzchni, aby zapobiec nieprawidłowym wyładowaniom lub tworzeniu się cząstek.