Levinud pooljuhtkvartsi komponendid ja rakendused

Kvarts kuulub trigonaalkristallide süsteemi, mis on ränidioksiidist koosnev kolmemõõtmeline mineraalkristall. Tavaliselt on puhas kvarts värvitu ja läbipaistev, kuid see omandab pigmendi ioonide jälgede, peenelt hajutatud lisandite või värvikeskuste moodustumise tõttu mitmesuguseid toone. Mitmete suurepäraste omadustega kvartsi kasutatakse laialdaselt erinevates pooljuhtide valmistamise protsessides ning selle jõudlus ja kvaliteet mõjutavad otseselt pooljuhtseadmete saagist, jõudlust ja maksumust.

1. Kvartstiigel

Thekvarts tiiglidkasutatakse polükristallilise räni tooraine hoidmiseks kõrge temperatuuriga monokristallilise räni kasvuprotsessis. Stabiilsete tugimaterjalide tagamiseks peavad kvartstiiglitel olema suurepärane stabiilsus kõrgel temperatuuril (sulamistemperatuur >1700 ℃) ja madal soojuspaisumiskoefitsient, et taluda karmide kõrge temperatuuriga töötingimusi. Pooljuhtide rakendustes kasutatavad kvartstiiglid peavad olema valmistatud kõrge puhtusastmega kvartsist, mille klass on 4N8 või kõrgem. See arukas materjalivalik võib tõhusalt vähendada kristallide saastumise riske, mis on põhjustatud kõrge temperatuuri tõttu kvartstiiglist sadestunud lisanditest.

Kvartsahju torud toimivad tavaliselt kõrge temperatuuriga reaktsioonikambritena mitmesuguste vahvlite tootmisprotsesside jaoks, nagu difusioon, oksüdatsioon ja keemiline aurustamine-sadestamine (CVD). Niisiiskvartsahju torudpeavad olema suurepärased kõrge temperatuuritaluvusega, et vältida nende deformeerumist või pehmenemist kõrge temperatuuri tõttu. Mõnes protsessis on dehüdroksüülimistöötlus isegi vajalik selleks, et vähendada hüdroksüülrühmade mõju termilisele stabiilsusele. Kvartsahju torude valmistamiseks on vaja ka kõrge puhtusastmega kvartsmaterjali, mille metalliliste lisandite sisaldus on ≤1 ppm, et vältida lisandite sadestumist reaktsiooniprotsessi ajal ja vahvlite töötlemise tulemusi.

Kvartspaate kasutatakse tavaliselt koos kvartsahju torudega kümnete kuni sadade vahvlite kandmiseks ja transportimiseks. Seetõttukvartspaadidtavaliselt peavad need omama sama suurepärast vastupidavust kõrgele temperatuurile, korrosioonikindlust ning stabiilset ja usaldusväärset jõudlust mehaanilise tugevuse osas nagu kvartsahju torudel.

Kvartsist fookusrõngadon spetsiaalselt ette nähtud kuivsöövitamiseks. Tavaliselt paigaldatakse need vahvlite ümber plasma piiramiseks ja homogeniseerimiseks, tagades tõhusalt söövituskiiruse ja vahvli mustri ühtsuse. See töökeskkond nõuab kvartsist fookusrõngastel tugevat vastupidavust plasma korrosioonile, ülikõrget mõõtmete täpsust ja sileda pinnaviimistlust, et vältida ebanormaalset tühjenemist või osakeste teket.