Hva er en kvartsbåt?

Kvartsbåt er en nøkkelbærende komponent som brukes i halvlederproduksjonsprosessen, hovedsakelig brukt til høye temperaturbehandling av skiver, for eksempel diffusjon, oksidasjon og annealing. Den utmerkede termiske stabiliteten, lave forurensningskarakteristikkene og korrosjonsmotstanden gjør det til et uunnværlig materiale i halvlederindustrien. Denne artikkelen vil utdype materialet, fysiske egenskaper, klassifisering, applikasjonsscenarier og forskjeller mellom kvartsbåt og PECVD -grafittbåt.

Ⅰ. Materiale av kvartsbåt

Hovedkomponenten i kvartsbærer er silisiumdioksid med høy renhet (SiO₂), og renheten trenger vanligvis å nå mer enn 99,99% (halvledergrad). Dette kvartsmaterialet med høy renhet sikrer at kvartsbæreren ikke vil innføre urenheter under halvlederproduksjonsprosessen for å redusere forurensningen av metallforurensninger på skiven.

I henhold til forberedelsesprosessen kan kvartsmaterialer deles inn i to kategorier:

● Naturlig kvarts: Laget av krystallrensing, med høyt hydroksylinnhold (ca. 100-200 ppm), lave kostnader, men svak toleranse for plutselige endringer med høy temperatur.

● Syntetisk kvarts: syntetisert ved kjemisk dampavsetning (CVD) eller elektrofusjon, med lavt hydroksyl (-OH) innhold (<1 ppm), bedre termisk stabilitet og egnet for høye temperaturprosesser (for eksempel oksidasjon og diffusjon).

I tillegg er noen kvartsbåter dopet med metaller som titan (TI) eller aluminium (AL) for å forbedre deformasjonsmotstanden, eller justere lysoverføring for å imøtekomme behovene til UV -prosesser.

Ⅱ. Hva er de viktigste fysiske egenskapene til kvartsbåter?

● Høy temperaturmotstand: Kvarts smeltepunktet er så høyt som 1713 ° C, og det kan fungere stabilt ved 1200 ° C i lang tid og tåle 1500 ° C i kort tid.

● Lav termisk ekspansjonskoeffisient: Den termiske ekspansjonskoeffisienten er bare 0,55 × 10⁻⁶/° C. Denne utmerkede ytelsen sikrer dimensjonsstabilitet ved høye temperaturer og unngår sprekker på grunn av termisk stress.

● Kjemisk inerthet: Bortsett fra hydrofluorsyre (HF) og varm fosforsyre, kan kvarts motstå sterke syrer, sterke alkalier og de fleste korrosive gasser (som Cl₂, O₂).

● Elektrisk isolasjon: Resistivitet er så høy som 10⁶ω · cm, og unngår forstyrrelse av den elektriske feltfordelingen av plasmaprosessen.

● Lysoverføring: Utmerket overføring i det ultrafiolette til infrarødte båndet (＞ 90%), egnet for lysassisterte prosesser (for eksempel ultrafiolett herding).

Iii. Klassifisering av kvartsbåter

I henhold til forskjellige designstrukturer og bruksscenarier, kan kvartsbåter deles inn i følgende kategorier:

● Horisontal kvartsbåt

Gjelder for horisontale rørovner (horisontal diffusjonsovn), brukt til oksidasjon, diffusjon, annealing og andre prosesser.

Funksjoner: Kan bære 100-200 skiver, vanligvis med en åpen eller semi-lukket design.

● Vertikal kvartsbåt

Gjelder for vertikale ovner (vertikal ovn), brukt til LPCVD -prosesser, oksidasjons- og glødingsprosesser.

Funksjoner: Mer kompakt struktur, kan øke bærekapasiteten og redusere partikkelforurensning under prosessen.

● Tilpasset kvartsbåt

Enkelt klemmestruktur er designet i henhold til forskjellige prosesskrav, og kan brukes til å optimalisere behandlingseffekter for skivebehandling.

Som en ledende kvartsbåtprodusent og leverandør i Kina,Veteksemicon kan designe og produsere tilpassede kvartsprodukter i henhold til dine faktiske behov. For flere produktdetaljer, se:

IV. Hva er applikasjonsscenariene for kvartsbåt i halvlederproduksjon?

Kvartsbåter er mye brukt i mange viktige prosessforbindelser av halvlederproduksjon, hovedsakelig inkludert følgende applikasjonsscenarier:

4.1 Termisk oksidasjon

● Prosessbeskrivelse: Skiven varmes opp i en oksygen- eller vanndampmiljø med høy temperatur for å danne en silisiumdioksid (SiO₂) -film.

● Funksjoner i kvartsbåt:

1) Høy varmemotstand, tåler høye temperaturer på 1000 ~ 1200 ° C.

2) Kjemisk inertness, kvartsbåter er resistente mot sterke syrer, sterke alkalier og de fleste etsende gasser, så det kan unngå å påvirke kvaliteten på oksidfilmen.

4.2 Diffusjonsprosess

● Prosessbeskrivelse: Forurensninger (for eksempel fosfor og bor) er diffust inn i silisiumskiven under høye temperaturforhold for å danne et dopinglag.

● Kvartsbåtfunksjoner:

1) Lav forurensning, og forhindrer at metallforurensning påvirker dopingkonsentrasjonsfordelingen.

2) Høy termisk stabilitet, med en termisk ekspansjonskoeffisient på bare 0,55 × 10⁻⁶/° C, noe som sikrer en jevn diffusjonsprosess.

4.3 Annealing prosess

● Prosessbeskrivelse: Høy temperaturbehandling brukes til å fjerne stress, forbedre materialkrystallstrukturen eller aktivere ionimplantasjonslaget.

● Kvartsbåtfunksjoner:

1) Med et smeltepunkt så høyt som 1713 ° C, tåler det rask oppvarming og avkjøling for å unngå sprekker forårsaket av termisk stress.

2) Presis størrelseskontroll for å sikre jevn oppvarming.

4.4 Lavtrykk kjemisk dampavsetning (LPCVD)

● Prosessbeskrivelse: I et lavtrykksmiljø dannes en enhetlig tynn film som silisiumnitrid (Si₃n₄) gjennom en gassfase -reaksjon.

● Funksjoner i kvartsbåt:

1) Egnet for vertikale ovnrør, kan optimalisere ensartet filmavsetning.

2) Lav partikkelforurensning, forbedre filmkvaliteten.

Ⅴ. Hva er forskjellene mellom kvartsbåt og PECVD -grafittbåt?

Typiske forskjellsscenarier:

● PECVD -prosess: Grafittbåter kan optimalisere plasma-enhetlighet på grunn av deres konduktivitet, og krever ikke den høye temperaturytelsen til kvarts i miljøer med lav temperatur (300-400 ° C).

● Oksidasjonsovn med høy temperatur: Veteksemicon kvartsbåter er uerstattelige for deres høye temperaturmotstand, mens grafitt lett oksideres for å generere CO/CO₂ ved høye temperaturer i et oksygenmiljø, som forurenser kammeret.