Puolijohdekvartsi: tärkeä komponentti nykyaikaisessa elektroniikassa
Johdatus kvartsimateriaaleihin
Kvartsi (SiO₂) saattaa ensi silmäyksellä muistuttaa lasia, mutta sen ainutlaatuiset ominaisuudet erottavat sen muista. Toisin kuin tavallinen lasi, joka koostuu useista komponenteista (kuten kvartsihiekasta, booraksista, bariumkarbonaatista, kalkkikivestä, maasälpästä ja soodasta), kvartsi koostuu yksinomaan SiO₂:sta. Tämä antaa sille yksinkertaisen verkkorakenteen, joka muodostuu piidioksidin tetraedrisistä yksiköistä.
Erittäin puhtaan kvartsin merkitys
Erittäin puhdas kvartsi, jota usein kutsutaan lasimateriaalien "kruununjalokiveksi", tarjoaa poikkeuksellisia ominaisuuksia minimaalisten metalliepäpuhtauksiensa ansiosta. Tämä merkittävä materiaali on välttämätön erilaisissa puolijohdeprosesseissa, ja sillä on etuja, kuten:
1. Korkean lämpötilan kestävyys: Kvartsi, jonka pehmenemispiste on noin 1730 °C, kestää pitkäaikaista käyttöä 1150 °C:ssa ja kestää lyhyitä purskeita jopa 1450 °C:ssa.
2. Kemiallinen korroosionkestävyys: Erittäin puhdas kvartsi reagoi vain vähän useimpien happojen (lukuun ottamatta fluorivetyhappoa) kanssa, ja se on ylivoimainen kemiallinen kestävyys, sillä se on 30 kertaa haponkestävämpi kuin keramiikka ja 150 kertaa kestävämpi kuin ruostumaton teräs.
3. Lämpöstabiilisuus: Erittäin puhtaalla kvartsilla on erittäin alhainen lämpölaajenemiskerroin, minkä ansiosta se kestää nopeita lämpötilan muutoksia ilman murtumista.
4. Optinen kirkkaus: Tämä materiaali säilyttää korkean läpäisykyvyn laajalla spektrillä, näkyvän valon läpäisyllä yli 93 % ja ultraviolettisäteilyn läpäisyllä yli 80 %.
5. Sähköeristys: Erittäin puhdas kvartsi tarjoaa poikkeuksellisen sähkövastuksen, joten se on erinomainen eriste jopa korkeissa lämpötiloissa.
Sovellukset puolijohdeteollisuudessa
Näiden erinomaisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien ansiosta erittäin puhdasta kvartsia käytetään laajasti nykyaikaisessa elektroniikassa, tietoliikenteessä ja puolijohdeteollisuudessa. Piikiekkojen kasvava kysyntä on lisännyt merkittävästi kvartsikomponenttien tarvetta erityisesti sirujen valmistuksessa.
Kvartsin tärkeimmät sovellukset puolijohteiden valmistuksessa:
1. Korkean lämpötilan laitteet:
· Kvartsiuuniputket:Nämä putket ovat välttämättömiä prosesseissa, kuten diffuusiossa, hapetuksessa ja hehkutuksessa, ja ne takaavat stabiilisuuden ja tehokkuuden korkeissa lämpötiloissa puolijohteiden valmistuksen aikana.
· Kvartsiveneet:Piikiekkojen kuljetukseen ja käsittelyyn käytetyt kvartsiveneet helpottavat erävalmistusta diffuusioprosesseissa.
2. Matalan lämpötilan laitteet:
· Kvartsisormukset:Syövytysprosessiin integroidut kvartsirenkaat estävät kontaminoitumisen ja varmistavat tarkan valmistuksen litografian ja kuvioinnin aikana.
·Kvartsin puhdistuskorit ja -säiliöt:Nämä komponentit ovat tärkeitä piikiekkojen puhdistamisessa. Niiden on kestettävä happoja ja emäksiä ja samalla minimoitava kosketuspinta puhdistustehokkuuden parantamiseksi.
Johtopäätös
Vaikka kvartsikomponentit voivat esiintyä pieninä kulutusosina puolijohteiden valmistusprosessissa, niillä on ratkaiseva rooli puolijohdelaitteiden laadun ja luotettavuuden varmistamisessa. Techcetin mukaan erittäin puhtaiden kvartsilasimateriaalien osuus sähköisen tietoteollisuuden vuosittaisesta maailmanlaajuisesta tuotannosta on noin 90 %.
Semiceralla olemme sitoutuneet edistämään puolijohdeteollisuutta tarjoamalla korkean suorituskyvyn kvartsimateriaaleja. Kuten naulat ovat välttämättömiä rakenteen eheydelle, niin myös kvartsi on puolijohteiden valmistuksessa.
2. Matalan lämpötilan laitteet:
·Kvartsi renkaat: Syövytysprosessiin integroidut kvartsirenkaat estävät kontaminoitumisen ja varmistavat tarkan valmistuksen litografian ja kuvioinnin aikana.
·Kvartsipuhdistuskorit ja -säiliöt: Nämä komponentit ovat tärkeitä piikiekkojen puhdistamisessa. Niiden on kestettävä happoja ja emäksiä ja samalla minimoitava kosketuspinta puhdistustehokkuuden parantamiseksi.
Johtopäätös
Vaikka kvartsikomponentit voivat esiintyä pieninä kulutusosina puolijohteiden valmistusprosessissa, niillä on ratkaiseva rooli puolijohdelaitteiden laadun ja luotettavuuden varmistamisessa. Techcetin mukaan erittäin puhtaiden kvartsilasimateriaalien osuus sähköisen tietoteollisuuden vuosittaisesta maailmanlaajuisesta tuotannosta on noin 90 %.
Semiceralla olemme sitoutuneet edistämään puolijohdeteollisuutta tarjoamalla korkean suorituskyvyn kvartsimateriaaleja. Kuten naulat ovat välttämättömiä rakenteen eheydelle, niin myös kvartsi on puolijohteiden valmistuksessa.
