Almindelige halvlederkvartskomponenter og -applikationer

Kvarts tilhører det trigonale krystalsystem, som er en tredimensionel mineralkrystal bestående af siliciumdioxid. Typisk er ren kvarts farveløs og gennemsigtig, men den antager en række forskellige nuancer som følge af sporpigmentioner, fint spredte indeslutninger eller dannelsen af ​​farvecentre. Med flere fremragende egenskaber anvendes kvarts i vid udstrækning i forskellige processer inden for halvlederfremstilling, og dets ydeevne og kvalitet påvirker direkte udbyttet, ydeevnen og omkostningerne ved halvlederenheder.

1. Kvartsdigel

Dekvarts diglerbruges til at holde de polykrystallinske siliciumråmaterialer i højtemperatur monokrystallinsk siliciumvækstproces. For at sikre stabile støttematerialer skal kvartsdigler have fremragende højtemperaturstabilitet (smeltepunkt >1700 ℃) og en lav termisk udvidelseskoefficient for at modstå udfordringerne med hårde højtemperaturdriftsforhold. Kvartsdigler til halvlederapplikationer skal fremstilles af højrent kvarts af kvalitet 4N8 eller højere. Dette kloge materialevalg kan effektivt sænke risikoen for krystalforurening forårsaget af urenhedsudfældning fra kvartsdigelen på grund af høj temperatur.

Kvartsovnsrør tjener normalt som højtemperaturreaktionskamre til forskellige waferfremstillingsprocesser såsom diffusion, oxidation og kemisk dampaflejring (CVD). Såkvarts ovnrørskal have fremragende modstandsdygtighed over for høje temperaturer for at forhindre, at de deformeres eller blødgøres forårsaget af høje temperaturer. I nogle processer er dehydroxyleringsbehandling endda påkrævet for at reducere virkningen af ​​hydroxylgrupper på termisk stabilitet. Fremstillingen af ​​kvartsovnsrør kræver også højrent kvartsmateriale med et indhold af metalliske urenheder på ≤1 ppm for at forhindre urenheder i at udfældes under reaktionsprocessen og påvirke resultaterne af waferbehandlingen.

Kvartsbåde bruges typisk i forbindelse med kvartsovnsrør til at bære og transportere snesevis til hundredvis af wafers. Derfor,kvartsbådenormalt nødt til at have den samme fremragende højtemperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og stabile, pålidelige ydeevne med hensyn til mekanisk styrke som kvartsovnsrør.

Quartz fokusringeer specielt designet til tørætsningsprocesser. De er typisk installeret omkring wafere for at begrænse og homogenisere plasma, hvilket effektivt sikrer ensartethed af ætsningshastighed og mønster på waferen. Dette driftsmiljø kræver kvartsfokusringe for at have stærk modstand mod plasmakorrosion, ekstrem høj dimensionsnøjagtighed og en glat overfladefinish for at forhindre unormale udledninger eller partikeldannelse.