کوارتز نیمه هادی: یک جزء حیاتی در الکترونیک مدرن
مقدمه ای بر مواد کوارتز
کوارتز (SiO2) ممکن است در نگاه اول شبیه شیشه باشد، اما خواص منحصر به فرد آن آن را متمایز می کند. برخلاف شیشه استاندارد که از اجزای متعددی (مانند ماسه کوارتز، بوراکس، کربنات باریم، سنگ آهک، فلدسپات و سودا) تشکیل شده است، کوارتز تنها از SiO2 تشکیل شده است. این به آن یک ساختار شبکه ساده می دهد که توسط واحدهای چهار وجهی دی اکسید سیلیکون تشکیل شده است.
اهمیت کوارتز با خلوص بالا
کوارتز با خلوص بالا، که اغلب به عنوان "جواهرات تاج" از مواد شیشه ای شناخته می شود، به دلیل حداقل ناخالصی های فلزی، خواص استثنایی دارد. این ماده قابل توجه در فرآیندهای مختلف نیمه هادی ضروری است و دارای مزایایی مانند:
1. مقاومت در برابر دمای بالا: با نقطه نرم شدن تقریباً 1730 درجه سانتیگراد، کوارتز می تواند استفاده طولانی مدت در دمای 1150 درجه سانتیگراد را تحمل کند و انفجارهای کوتاه تا 1450 درجه سانتیگراد را تحمل کند.
2. مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی: کوارتز با خلوص بالا حداقل واکنش پذیری را با اکثر اسیدها (به جز اسید هیدروفلوئوریک) نشان می دهد و در برابر حملات شیمیایی پایداری عالی نشان می دهد، 30 برابر بیشتر از سرامیک ها در برابر اسید و 150 برابر مقاوم تر از فولاد ضد زنگ است.
3. پایداری حرارتی: کوارتز با خلوص بالا دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی است که به آن اجازه می دهد تا تغییرات سریع دما را بدون شکستگی تحمل کند.
4. شفافیت نوری: این ماده دارای گذرندگی بالا در طیف گسترده ای است، با عبور نور مرئی بیش از 93٪ و عبور فرابنفش به بالای 80٪.
5. عایق الکتریکی: کوارتز با خلوص بالا مقاومت الکتریکی استثنایی را ارائه می دهد و آن را به یک عایق عالی حتی در دماهای بالا تبدیل می کند.
کاربردها در صنعت نیمه هادی
با توجه به این خواص فیزیکی و شیمیایی برجسته، کوارتز با خلوص بالا به طور گسترده در الکترونیک مدرن، مخابرات و صنعت نیمه هادی استفاده می شود. تقاضای فزاینده برای ویفرهای سیلیکونی به طور قابل توجهی نیاز به اجزای کوارتز را به ویژه در تولید تراشه افزایش داده است.
کاربردهای کلیدی کوارتز در ساخت نیمه هادی ها:
1. دستگاه های با دمای بالا:
· لوله های کوره کوارتز:این لوله ها که برای فرآیندهایی مانند انتشار، اکسیداسیون و بازپخت ضروری هستند، پایداری و کارایی در دمای بالا را در طول ساخت نیمه هادی تضمین می کنند.
· قایق های کوارتز:قایق های کوارتز که برای حمل و نقل و پردازش ویفرهای سیلیکونی استفاده می شوند، تولید دسته ای را در فرآیندهای انتشار تسهیل می کنند.
2. دستگاه های با دمای پایین:
حلقه های کوارتز:حلقه‌های کوارتز که در فرآیند اچ کردن نقش دارند، از آلودگی جلوگیری می‌کنند و از ساخت دقیق در طول لیتوگرافی و الگوبرداری اطمینان می‌دهند.
· سبدها و مخازن تمیز کردن کوارتز:این اجزا برای تمیز کردن ویفرهای سیلیکونی بسیار مهم هستند. آنها باید در برابر اسید و قلیایی مقاومت کنند و در عین حال سطح تماس را به حداقل برسانند تا راندمان تمیز کردن را افزایش دهند.
نتیجه گیری
در حالی که اجزای کوارتز ممکن است به عنوان مواد مصرفی جزئی در فرآیند تولید نیمه هادی ظاهر شوند، آنها نقش مهمی در تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان دستگاه های نیمه هادی دارند. به گفته Techcet، مواد شیشه ای کوارتز با خلوص بالا حدود 90 درصد از تولید سالانه جهانی در صنعت اطلاعات الکترونیک را تشکیل می دهند.
در Semicera، ما وقف پیشرفت صنعت نیمه هادی ها با ارائه مواد کوارتز با کارایی بالا هستیم. همانطور که میخ برای یکپارچگی ساختار ضروری است، کوارتز نیز برای ساخت نیمه هادی ها ضروری است.
2. دستگاه های با دمای پایین:
·حلقه های کوارتز: حلقه‌های کوارتز که در فرآیند اچ کردن یکپارچه هستند، از آلودگی جلوگیری می‌کنند و از ساخت دقیق در طول لیتوگرافی و الگوبرداری اطمینان می‌دهند.
·سبدها و مخازن تمیز کردن کوارتز: این اجزا برای تمیز کردن ویفرهای سیلیکونی بسیار مهم هستند. آنها باید در برابر اسید و قلیایی مقاومت کنند و در عین حال سطح تماس را به حداقل برسانند تا راندمان تمیز کردن را افزایش دهند.
نتیجه گیری
در حالی که اجزای کوارتز ممکن است به عنوان مواد مصرفی جزئی در فرآیند تولید نیمه هادی ظاهر شوند، آنها نقش مهمی در تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان دستگاه های نیمه هادی دارند. به گفته Techcet، مواد شیشه ای کوارتز با خلوص بالا حدود 90 درصد از تولید سالانه جهانی در صنعت اطلاعات الکترونیک را تشکیل می دهند.
در Semicera، ما وقف پیشرفت صنعت نیمه هادی ها با ارائه مواد کوارتز با کارایی بالا هستیم. همانطور که میخ برای یکپارچگی ساختار ضروری است، کوارتز نیز برای ساخت نیمه هادی ها ضروری است.
