Įprasti puslaidininkinio kvarco komponentai ir taikymas

Kvarcas priklauso trigonalinei kristalų sistemai, kuri yra trimatis mineralinis kristalas, sudarytas iš silicio dioksido. Paprastai grynas kvarcas yra bespalvis ir skaidrus, tačiau dėl pigmento jonų pėdsakų, smulkiai išsklaidytų intarpų ar spalvų centrų susidarymo jis įgauna įvairių atspalvių. Kvarcas, pasižymintis daugybe puikių savybių, plačiai naudojamas įvairiuose puslaidininkių gamybos procesuose, o jo veikimas ir kokybė tiesiogiai veikia puslaidininkinių įtaisų išeigą, našumą ir kainą.

1. Kvarcinis tiglis

Thekvarciniai tigliaiyra naudojami polikristalinio silicio žaliavoms laikyti aukštos temperatūros monokristalinio silicio augimo procese. Siekiant užtikrinti stabilias pagalbines medžiagas, kvarciniai tigliai turi pasigirti puikiu stabilumu aukštoje temperatūroje (lydymosi temperatūra >1700 ℃) ir mažu šiluminio plėtimosi koeficientu, kad atlaikytų atšiaurių aukštos temperatūros darbo sąlygų iššūkius. Kvarciniai tigliai, skirti puslaidininkiams, turi būti pagaminti iš didelio grynumo 4N8 ar aukštesnės klasės kvarco. Toks išmintingas medžiagų pasirinkimas gali veiksmingai sumažinti kristalų užteršimo riziką, kurią sukelia priemaišų nusodinimas iš kvarcinio tiglio dėl aukštos temperatūros.

Kvarcinės krosnies vamzdžiai paprastai naudojami kaip aukštos temperatūros reakcijos kameros įvairiems plokštelių gamybos procesams, tokiems kaip difuzija, oksidacija ir cheminis nusodinimas garais (CVD). Taigikvarcinių krosnių vamzdžiaituri turėti puikų atsparumą aukštai temperatūrai, kad jie nedeformuotų arba nesuminkštėtų dėl aukštos temperatūros aplinkos. Kai kuriuose procesuose net reikalingas dehidroksilinimo apdorojimas, siekiant sumažinti hidroksilo grupių įtaką šiluminiam stabilumui. Kvarcinių krosnių vamzdžių gamybai taip pat reikia didelio grynumo kvarcinės medžiagos, kurios metalinių priemaišų kiekis yra ≤1 ppm, kad priemaišos nenusėstų reakcijos proceso metu ir nepaveiktų plokštelių apdorojimo rezultatų.

Kvarcinės valtys paprastai naudojamos kartu su kvarco krosnies vamzdžiais, skirtomis gabenti ir transportuoti nuo kelių dešimčių iki šimtų plokštelių. Todėlkvarcinės valtyspaprastai turi turėti tokį patį puikų atsparumą aukštai temperatūrai, atsparumą korozijai ir stabilų bei patikimą mechaninį stiprumą kaip ir kvarciniai krosnių vamzdžiai.

Kvarciniai fokusavimo žiedaiyra specialiai sukurti sauso ėsdinimo procesams. Paprastai jie įrengiami aplink plokšteles, siekiant apriboti ir homogenizuoti plazmą, veiksmingai užtikrinant ėsdinimo greičio ir rašto ant plokštelės vienodumą. Šioje darbo aplinkoje kvarciniai fokusavimo žiedai turi turėti stiprų atsparumą plazmos korozijai, ypač didelį matmenų tikslumą ir lygaus paviršiaus apdailą, kad būtų išvengta nenormalių iškrovų ar dalelių susidarymo.