Co je to křemenná loď?

Křemenná loď je klíčová složka ložiska používaná ve výrobním procesu polovodiče, která se používá hlavně pro vysokoteplotní zpracování oplatků, jako je difúze, oxidace a žíhání. Díky jeho vynikající tepelné stabilitě, charakteristice s nízkým znečištěním a odolností proti korozi z něj činí nepostradatelný materiál v polovodičovém průmyslu. Tento článek se bude zabývat materiálem, fyzikálními vlastnostmi, klasifikací, scénáře aplikací a rozdíly mezi křemennou lodí a grafitovou lodí PECVD.

Ⅰ. Materiál křemenné lodi

Hlavní složkou nosiče křemene je oxid křemičitý s vysokým obsahem čistoty (SIO₂) a čistota obvykle musí dosáhnout více než 99,99% (polovodičový stupeň). Tento materiál s vysokým obsahem křemene zajišťuje, že nosič křemene nebude během procesu výroby polovodičů zavést nečistoty, aby se snížila kontaminace nečistot kovu na oplatce.

Podle procesu přípravy lze křemenné materiály rozdělit do dvou kategorií:

● Přírodní křemen: Vyrobeno z čištění krystalů s vysokým obsahem hydroxylu (asi 100-200 ppm), nízkých nákladů, ale slabá tolerance vůči náhlým změnám vysoké teploty.

● Syntetický křemen: Syntetizované chemickou depozicí par (CVD) nebo elektrofúze, s nízkým obsahem hydroxylu (-OH) (<1 ppm), lepší tepelnou stabilitou a vhodnou pro vysokoteplotní procesy (jako je oxidace a difúze).

Kromě toho jsou některé křemenné lodě dotovány kovy, jako je titan (Ti) nebo hliník (AL), aby se zlepšila odolnost proti deformaci, nebo upravila propustnost světla tak, aby vyhovovala potřebám UV procesů.

Ⅱ. Jaké jsou hlavní fyzikální vlastnosti křemenných lodí?

● Odolnost s vysokou teplotou: Bod tání křemene je až 1713 ° C a může trvale fungovat při 1200 ° C po dlouhou dobu a na krátkou dobu odolává 1500 ° C.

● Koeficient nízkého tepelné roztažení: Koeficient tepelné roztažnosti je pouze 0,55 x 10⁻⁶/° C. Tento vynikající výkon zajišťuje rozměrovou stabilitu při vysokých teplotách a vyhýbá se praskání v důsledku tepelného napětí.

● Chemická inertnost: S výjimkou kyseliny hydrofluorové (HF) a kyseliny horké fosforečné může křemen odolávat silným kyselinám, silným zásadům a většině korozivních plynů (jako je Cl₂, O₂).

● Elektrická izolace: Odolnost je až 10⁶va · cm, což se vyhýbá rušení elektrického pole distribuce procesu plazmy.

● Propustnost světla: vynikající propustnost v ultrafialovém infračerveném pásmu (＞ 90%), vhodná pro procesy podporované světlem (jako je ultrafialové vytvrzování).

Iii. Klasifikace křemenných lodí

Podle různých konstrukčních struktur a scénářů použití lze křemenné lodě rozdělit do následujících kategorií:

● Horizontální křemenná loď

Použitelné na horizontální trubiční pece (horizontální difúzní pec), používaná pro oxidaci, difúzi, žíhání a další procesy.

Funkce: Může nést 100-200 oplatky, obvykle s otevřeným nebo poloprovodným designem.

● Svislá člun křemene

Použitelné pro vertikální pece (vertikální pec), používaná pro procesy LPCVD, oxidační a žíhací procesy.

Funkce: více kompaktní struktury, může zvýšit nosnost oplatky a snížit kontaminaci částic během procesu.

● Přizpůsobená křemenná loď

K optimalizaci efektů zpracování oplatky, navržených podle různých požadavků na procesy, může být použita podpora jedné oplatky nebo speciální struktura upínání.

Jako přední výrobce křemenných lodí a dodavatel v Číně,Veteksemicon může navrhnout a vyrobit přizpůsobené výrobky Quartz Carrier podle vašich skutečných potřeb. Další podrobnosti o produktu naleznete v:

IV. Jaké jsou scénáře aplikací křemenné lodi ve výrobě polovodičů?

Křemenné lodě se široce používají v mnoha klíčových procesních vazbách polovodičové výroby, zejména včetně následujících aplikačních scénářů:

4.1 Tepelná oxidace

● Popis procesu: oplatka se zahřívá ve vysokoteplotním prostředí kyslíku nebo vodní páry za vzniku filmu oxidu křemíkového oxidu (SIO₂).

● Funkce křemenné lodi:

1) Vysoká tepelná odolnost, vydrží vysoké teploty 1000 ~ 1200 ° C.

2) Chemická inertnost, křemenné lodě jsou odolné vůči silným kyselinám, silným zásadům a většině korozivních plynů, takže se může vyhnout ovlivnění kvality oxidového filmu.

4.2 Proces difúze

● Popis procesu: nečistoty (jako je fosfor a boron) jsou rozptýleny do křemíkové destičky za podmínek vysoké teploty za vzniku dopingové vrstvy.

● Funkce křemenné lodi:

1) Nízká kontaminace, která zabraňuje kontaminaci kovů ovlivnit distribuci koncentrace dopingu.

2) Vysoká tepelná stabilita s koeficientem tepelné roztažení pouze 0,55 x 10⁻⁶/° C, což zajišťuje jednotný proces difúze.

4.3 Proces žíhání

● Popis procesu: Ošetření s vysokou teplotou se používá k odstranění napětí, zlepšení struktury krystalu materiálu nebo aktivaci iontové implantační vrstvy.

● Funkce křemenné lodi:

1) S bodem tání až 1713 ° C vydrží rychlé vytápění a chlazení, aby se zabránilo praskání způsobenému tepelným napětím.

2) Přesná kontrola velikosti pro zajištění rovnoměrného zahřívání.

4.4 Nízkotlaká chemická depozice par (LPCVD)

● Popis procesu: V prostředí s nízkým tlakem se prostřednictvím reakce plynové fáze vytvoří jednotný tenký film, jako je nitrid křemíku (SI₃N₄).

● Funkce křemenné lodi:

1) Vhodné pro svislé trubky pece může optimalizovat uniformitu depozice filmu.

2) Nízká kontaminace částic, zlepšit kvalitu filmu.

Ⅴ. Jaké jsou rozdíly mezi křemennou lodí a pecvd grafitovou lodí?

Typické scénáře rozdílu:

● Proces PECVD: Grafitové lodě mohou optimalizovat plazmatickou uniformitu kvůli jejich vodivosti a nevyžadují vysokoteplotní výkon křemene v prostředí nízké teploty (300–400 ° C).

● Oxidační pec s vysokou teplotou: VeteKsemicon Quartzovy lodě jsou nenahraditelné pro jejich vysokou teplotu odolnost, zatímco grafit je snadno oxidován tak, aby generoval Co/CO₂ při vysokých teplotách v kyslíkovém prostředí, které znečišťuje komoru.