Polovodičový kremeň: životne dôležitý komponent v modernej elektronike
Úvod do kremenných materiálov
Kremeň (SiO₂) môže na prvý pohľad pripomínať sklo, no jeho jedinečné vlastnosti ho odlišujú. Na rozdiel od štandardného skla, ktoré pozostáva z viacerých zložiek (ako je kremenný piesok, bórax, uhličitan bárnatý, vápenec, živec a sóda), kremeň sa skladá výlučne z SiO₂. To mu dáva jednoduchú sieťovú štruktúru tvorenú tetraedrickými jednotkami oxidu kremičitého.
Význam vysoko čistého kremeňa
Vysoko čistý kremeň, často označovaný ako „korunovačný klenot“ sklenených materiálov, ponúka výnimočné vlastnosti vďaka minimu kovových nečistôt. Tento pozoruhodný materiál je nevyhnutný v rôznych polovodičových procesoch a môže sa pochváliť výhodami, ako sú:
1. Odolnosť voči vysokej teplote: S bodom mäknutia približne 1730 °C môže kremeň vydržať dlhodobé používanie pri 1150 °C a zvládnuť krátke nárazy až do 1450 °C.
2. Odolnosť proti chemickej korózii: Vysoko čistý kremeň vykazuje minimálnu reaktivitu s väčšinou kyselín (okrem kyseliny fluorovodíkovej) a vykazuje vynikajúcu stabilitu proti chemickému napadnutiu, pričom je 30-krát odolnejší voči kyselinám ako keramika a 150-krát odolnejší ako nehrdzavejúca oceľ.
3. Tepelná stabilita: Vysoko čistý kremeň má extrémne nízky koeficient tepelnej rozťažnosti, čo mu umožňuje vydržať rýchle zmeny teploty bez lámania.
4. Optická čistota: Tento materiál si zachováva vysokú priepustnosť v širokom spektre, pričom priepustnosť viditeľného svetla presahuje 93 % a priepustnosť ultrafialového žiarenia dosahuje viac ako 80 %.
5. Elektrická izolácia: Vysoko čistý kremeň ponúka výnimočný elektrický odpor, vďaka čomu je vynikajúcim izolantom aj pri zvýšených teplotách.
Aplikácie v polovodičovom priemysle
Vďaka týmto vynikajúcim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam sa vysoko čistý kremeň vo veľkej miere používa v modernej elektronike, telekomunikáciách a polovodičovom priemysle. Rastúci dopyt po kremíkových doštičkách výrazne zvýšil potrebu kremenných komponentov, najmä pri výrobe čipov.
Kľúčové aplikácie kremeňa vo výrobe polovodičov:
1. Vysokoteplotné zariadenia:
· Quartzové pecné rúry:Tieto rúrky, ktoré sú nevyhnutné pre procesy ako difúzia, oxidácia a žíhanie, zaisťujú stabilitu a účinnosť pri vysokej teplote počas výroby polovodičov.
· Quartzové člny:Kremenné člny, ktoré sa používajú na prepravu a spracovanie kremíkových plátkov, uľahčujú dávkovú výrobu v difúznych procesoch.
2. Nízkoteplotné zariadenia:
· Kremenné prstene:Kremenné krúžky, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou procesu leptania, zabraňujú kontaminácii a zabezpečujú presnú výrobu počas litografie a vzorovania.
· Kremenné čistiace koše a nádrže:Tieto komponenty sú rozhodujúce pre čistenie kremíkových doštičiek. Musia odolávať kyselinám a zásadám a zároveň minimalizovať kontaktnú plochu, aby sa zvýšila účinnosť čistenia.
Záver
Aj keď sa kremenné komponenty môžu javiť ako menšie spotrebné materiály v procese výroby polovodičov, zohrávajú kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní kvality a spoľahlivosti polovodičových zariadení. Podľa spoločnosti Techcet tvoria materiály z kremenného skla s vysokou čistotou asi 90 % ročnej celosvetovej produkcie v odvetví elektronických informácií.
V Semicera sme odhodlaní napredovať v polovodičovom priemysle poskytovaním vysokovýkonných kremenných materiálov. Rovnako ako klince sú nevyhnutné pre štrukturálnu integritu, tak aj kremeň je nevyhnutný pre výrobu polovodičov.
2. Nízkoteplotné zariadenia:
·Kremenné prstene: Kremenné krúžky, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou procesu leptania, zabraňujú kontaminácii a zabezpečujú presnú výrobu počas litografie a vzorovania.
·Kremenné čistiace koše a nádrže: Tieto komponenty sú kľúčové pre čistenie kremíkových doštičiek. Musia odolávať kyselinám a zásadám a zároveň minimalizovať kontaktnú plochu, aby sa zvýšila účinnosť čistenia.
Záver
Aj keď sa kremenné komponenty môžu javiť ako menšie spotrebné materiály v procese výroby polovodičov, zohrávajú kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní kvality a spoľahlivosti polovodičových zariadení. Podľa spoločnosti Techcet tvoria materiály z kremenného skla s vysokou čistotou asi 90 % ročnej celosvetovej produkcie v odvetví elektronických informácií.
V Semicera sme odhodlaní napredovať v polovodičovom priemysle poskytovaním vysokovýkonných kremenných materiálov. Rovnako ako klince sú nevyhnutné pre štrukturálnu integritu, tak aj kremeň je nevyhnutný pre výrobu polovodičov.
