Vanlige halvlederkvartskomponenter og -applikasjoner

Kvarts tilhører trigonalt krystallsystem, som er en tredimensjonal mineralkrystall bestående av silisiumdioksid. Vanligvis er ren kvarts fargeløs og gjennomsiktig, men den får en rekke nyanser som et resultat av sporpigmentioner, fint spredte inneslutninger eller dannelsen av fargesentre. Med flere utmerkede egenskaper er kvarts mye brukt i forskjellige prosesser for halvlederproduksjon, og ytelsen og kvaliteten påvirker direkte utbyttet, ytelsen og kostnadene til halvlederenheter.

1. Kvartsdigel

Dekvartsdigelerbrukes til å holde de polykrystallinske silisiumråmaterialene i høytemperatur monokrystallinsk silisiumvekstprosessen. For å sikre stabile støttematerialer, må kvartsdigler ha utmerket høytemperaturstabilitet (smeltepunkt >1700 ℃) og en lav termisk ekspansjonskoeffisient for å tåle utfordringene med tøffe driftsforhold ved høye temperaturer. Kvartsdigler for halvlederapplikasjoner må være produsert av høyrent kvarts av klasse 4N8 eller høyere. Disse kloke materialvalgene kan effektivt redusere risikoen for krystallforurensning forårsaket av urenhetsutfelling fra kvartsdigelen på grunn av høy temperatur.

Kvartsovnsrør tjener vanligvis som høytemperaturreaksjonskamre for forskjellige produksjonsprosesser for wafer som diffusjon, oksidasjon og kjemisk dampavsetning (CVD). Såkvarts ovnsrørmå ha utmerket motstand mot høye temperaturer for å forhindre at de deformeres eller mykner forårsaket av høytemperaturmiljøer. I noen prosesser er dehydroksyleringsbehandling til og med nødvendig for å redusere virkningen av hydroksylgrupper på termisk stabilitet. Produksjonen av kvartsovnsrør krever også høyrent kvartsmateriale med et metallisk urenhetsinnhold ≤1 ppm for å forhindre at urenheter faller ut under reaksjonsprosessen og påvirker resultatene av waferbehandling.

Kvartsbåter brukes vanligvis sammen med kvartsovnsrør for å bære og transportere dusinvis til hundrevis av wafere. Derfor,kvartsbåtertrenger vanligvis å ha samme utmerkede høytemperaturmotstand, korrosjonsmotstand og stabile, pålitelige ytelse når det gjelder mekanisk styrke som kvartsovnsrør.

Kvarts fokusringerer spesielt utviklet for tørretsingsprosesser. De er vanligvis installert rundt wafere for å begrense og homogenisere plasma, noe som effektivt sikrer ensartethet i etsningshastigheten og mønsteret på waferen. Dette driftsmiljøet krever kvartsfokusringer for å ha sterk motstand mot plasmakorrosjon, ekstremt høy dimensjonsnøyaktighet og en jevn overflatefinish for å forhindre unormale utslipp eller partikkelgenerering.