Čo je to kremeňová loď?

Kremenná loď je kľúčovou zložkou ložiska používaného v procese výroby polovodičov, ktorý sa používa hlavne na spracovanie doštičiek s vysokým teplotou, ako je difúzia, oxidácia a žíhanie. Vďaka vynikajúcej tepelnej stabilite, nízkym charakteristikám znečistenia a odolnosti proti korózii z neho robí nevyhnutný materiál v polovodičovom priemysle. Tento článok bude rozpracovať materiál, fyzikálne vlastnosti, klasifikáciu, scenáre aplikácie a rozdiely medzi Quartz Boat a PECVD Graphite Boat.

Ⅰ. Materiál z kremennej lode

Hlavnou zložkou kremenného nosiča je vysokokvalitný oxid kremíku (SiO₂) a čistota zvyčajne potrebuje dosiahnuť viac ako 99,99% (polovodičový stupeň). Tento vysokokvalitný kremeňový materiál zaisťuje, že nosič kremeňa nezavádza nečistoty počas procesu výroby polovodičov, aby sa znížila kontaminácia nečistôt kovov na oblátke.

Podľa procesu prípravy možno kremenné materiály rozdeliť do dvoch kategórií:

● Prírodný kremeň: Vyrobené z kryštálového čistenia s vysokým obsahom hydroxylu (približne 100-200 ppm), nízkymi nákladmi, ale slabou toleranciou k náhlym zmenám vysokej teploty.

● Syntetický kremeň: Syntetizované chemickým depozíciou pary (CVD) alebo elektrofúziou, s nízkym obsahom hydroxylu (-OH) (<1 ppm), lepšou tepelnou stabilitou a vhodnými pre vysokoteplotné procesy (ako je oxidácia a difúzia).

Okrem toho sú niektoré kremenné lode dopované kovmi, ako je titán (TI) alebo hliník (AL), aby sa zlepšil odpor deformácie alebo upravil prenos svetla tak, aby vyhovoval potrebám UV procesov.

Ⅱ. Aké sú hlavné fyzikálne vlastnosti kremenných lodí?

● Odolnosť voči vysokej teplote: Bod tavenia kremeňa je až 1713 ° C a môže stabilne pracovať pri 1200 ° C po dlhú dobu a na krátku dobu vydrží 1500 ° C.

● Koeficient nízkej tepelnej expanzie: Koeficient tepelnej expanzie je iba 0,55 × 10⁻⁶/° C. Tento vynikajúci výkon zaisťuje rozmerovú stabilitu pri vysokých teplotách a vyhýba sa prasknutiu v dôsledku tepelného stresu.

● Chemická inerct: S výnimkou kyseliny hydrofluorovej (HF) a kyseliny horúcej fosforečnej, kremeň môže odolávať silným kyselinám, silným alkáliám a väčšine korozívnych plynov (napríklad CL₂, O₂).

● Elektrická izolácia: Odpor je vysoký ako 10⁶Ω · cm, čím sa zabráni rušeniu s distribúciou elektrického poľa v plazmovom procese.

● Transmitencia svetla: Vynikajúca priepustnosť v ultrafialovom pásme do infračerveného pásma (＞ 90%), vhodná pre procesy podporované svetlom (napríklad ultrafialové vytvrdzovanie).

III. Klasifikácia kremenných lodí

Podľa rôznych konštrukčných štruktúr a scenárov využívania možno kremenné lode rozdeliť do nasledujúcich kategórií:

● Horizontálna kremeňová loď

Použiteľné na horizontálne rúrkové pece (horizontálna difúzna peci), ktorá sa používa na oxidáciu, difúziu, žíhanie a ďalšie procesy.

Vlastnosti: Dokáže prenášať 100-200 doštičiek, zvyčajne s otvoreným alebo polosempled dizajnom.

● Vertikálna kremeňová loď

Použiteľné na zvislé pece (vertikálna pec), používané na procesy LPCVD, oxidačné a procesy žíhania.

Vlastnosti: Kompaktnejšia štruktúra, môže zvýšiť kapacitu prenosu oblátok a počas procesu znížiť kontamináciu častíc.

● Prispôsobené kremenné čln

Na optimalizáciu účinkov spracovania oblátok, navrhnutých podľa rôznych požiadaviek na procesy, sa na optimalizáciu účinkov spracovania oblátok môže použiť podpora jednej oblátky alebo špeciálna upínacia štruktúra.

Ako popredný výrobca a dodávateľ člna v Číne,Veteksemicon môže navrhovať a vyrábať prispôsobené výrobky z kremeňa podľa vašich skutočných potrieb. Viac informácií o produkte nájdete v:

Iv. Aké sú aplikačné scenáre Quartz Boat vo výrobe polovodičov?

Kremenné lode sa široko používajú v mnohých kľúčových procesných odkazoch na výrobu polovodičov, najmä vrátane nasledujúcich scenárov aplikácií:

4.1 Tepelná oxidácia

● Opis procesu: Oblátka je zahrievaná vo vysokoteplotnom prostredí kyslíka alebo vodnej pary, čím sa vytvorí film oxidu kremíka (SIO₂).

● Funkcie Quartz Boat:

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

2) Chemická inerte, kremenné člny sú odolné voči silným kyselinám, silným alkalisom a väčšinou korozívnych plynov, takže sa môže vyhnúť ovplyvňovaniu kvality oxidového filmu.

4.2 Difúzny proces

● Opis procesu: nečistoty (ako je fosfor a bór) sa rozptyľujú do kremíkovej doštičky za vysokých teplotných podmienok, aby sa vytvorila dopingová vrstva.

● Vlastnosti člna kremeňa:

1) Nízka kontaminácia, ktorá bráni kontaminácii kovov ovplyvniť distribúciu dopingovej koncentrácie.

2) Vysoká tepelná stabilita s koeficientom tepelnej expanzie iba 0,55 x 10⁻⁶/° C, čím sa zabezpečuje rovnomerný difúzny proces.

4.3 proces žíhania

● Opis procesu: Vysoko teplotné ošetrenie sa používa na odstránenie napätia, zlepšenie štruktúry kryštálov materiálov alebo aktiváciu implantačnej vrstvy iónov.

● Vlastnosti člna kremeňa:

1) S bodom topenia až 1713 ° C môže vydržať rýchle zahrievanie a chladenie, aby sa zabránilo praskaniu spôsobeným tepelným stresom.

2) Presná kontrola veľkosti, aby sa zabezpečilo rovnomerné zahrievanie.

4.4 Nízkotlakový chemický depozícia pary (LPCVD)

● Opis procesu: V nízkotlakovom prostredí sa prostredníctvom reakcie plynnej fázy vytvára rovnomerný tenký film, ako je nitrid kremíka (Si₃n₄).

● Funkcie Quartz Boat:

1) Vhodné pre vertikálne pece, môže optimalizovať uniformitu ukladania filmu.

2) Nízka kontaminácia častíc, zlepšenie kvality filmu.

Ⅴ. Aké sú rozdiely medzi Quartz Boat a PECVD Graphite Boat?

Typické scenáre rozdielov:

● PECVD proces: Graphitové lode môžu optimalizovať rovnomernosť plazmy kvôli svojej vodivosti a nevyžadujú vysokú teplotnú výkonnosť kremeňa v prostrediach s nízkou teplotou (300-400 ° C).

● Oxidačná pec vysokej teploty: Veteksemicon Quartz Boats sú nenahraditeľné pre ich vysokú teplotu, zatiaľ čo grafit sa ľahko oxiduje, aby sa vytvoril CO/CO₂ pri vysokých teplotách v kyslíkovom prostredí, ktoré znečisťuje komoru.