Erfahren Sie mehr über Graphit in der Halbleiterproduktion

In der boomenden Halbleiterindustrie sind alle Arten von Materialien von entscheidender Bedeutung. Graphit mag gewöhnlich erscheinen, ist aber mit seinen einzigartigen Eigenschaften - von den Merkmalen bis hin zu den Anwendungen - für die Halbleiterproduktion unverzichtbar und fördert den technologischen Fortschritt.

Ist Graphit ein Halbleiter?

Nein, das stimmt nicht. Die Leitfähigkeit von Halbleitern liegt zwischen Leitern und Isolatoren, und ihre elektrischen Eigenschaften werden durch Temperatur und Verunreinigungen stark beeinflusst. Außerdem haben sie eine einzigartige Bandstruktur, die die leitenden Eigenschaften durch Dotierung stark verändern kann. Obwohl Graphit Elektrizität gut leitet, sind seine Kristalle in hexagonalen Schichten angeordnet und leiten Elektrizität durch delokalisierte große π-Bindungen. Es gibt keine Bandstruktur, die sich genau regulieren lässt, und die elektrischen Eigenschaften lassen sich durch herkömmliche Dotierung nicht wesentlich verändern. Es handelt sich also nicht um einen Halbleiter, sondern um ein spezielles Kohlenstoffmaterial.

Grundlegende Eigenschaften von Graphit

Physikalische Eigenschaften

Kristallstruktur

Graphit hat eine typische schichtförmige Kristallstruktur. Jede Schicht aus Kohlenstoffatomen ist in einem hexagonalen, dichten, zweidimensionalen Netz angeordnet. Der Kohlenstoff in der Ebene ist durch kovalente Bindungen verbunden, die Bindungslänge beträgt etwa 0,142 nm, der Bindungswinkel 120°. Und auf die Schicht wirkt eine schwache van-der-Waals-Kraft, die dem Graphit einzigartige physikalische Eigenschaften verleiht.

Dichte und Härte

Seine Dichte beträgt etwa 2,09-2,23 g/cm³, was in Szenarien, in denen es auf das Gewicht ankommt, von Vorteil ist. Die Mohs-Härte beträgt nur 1-2, und die Textur ist weich. Die Schichten lassen sich unter Einwirkung äußerer Kräfte relativ leicht verschieben.

Chemische Eigenschaften

Chemische Stabilität

Bei normaler Temperatur und normalem Druck hat es eine ausgezeichnete chemische Stabilität. Es ist nicht leicht, mit herkömmlichen Reagenzien zu reagieren, und kann seine stabile Struktur und Leistung auch in einer rauen chemischen Umgebung beibehalten. Dies ist auf die kovalente Bindungsstruktur zwischen den Kohlenstoffatomen zurückzuführen, die den meisten herkömmlichen chemischen Angriffen widerstehen kann.

Reaktionseigenschaften mit gängigen Reagenzien für die Halbleiterproduktion

Stark oxidierende oder ätzende Reagenzien wie Flusssäure und Salpetersäure werden in der Halbleiterproduktion häufig verwendet. Im Allgemeinen reagiert es nicht nennenswert mit diesen Reagenzien, z. B. hat es fast keine Auswirkungen auf Flusssäure. Außerdem kann es die strukturelle Integrität und Funktion der Produktionsanlagen aufrechterhalten.

Anwendung von Graphit in allen Bereichen der Halbleiterproduktion

Herstellung von Wafern

Bei der Waferherstellung kann es hauptsächlich für Heiz- und Trägersysteme verwendet werden. Das Wachstum von Wafern erfordert eine präzise Temperaturkontrolle. Graphitheizungen haben eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit. Sie können elektrische Energie schnell und gleichmäßig in Wärme umwandeln und bieten eine stabile Hochtemperaturumgebung für das Waferwachstum. Die Trägerteile aus Graphit können hohen Temperaturen standhalten und gewährleisten die Stabilität des Wafers während des Wachstumsprozesses. Sie tragen dazu bei, die Qualität des Wafers und die Produktionseffizienz zu verbessern.

Fotolithografie

Die Fotolithografie ist ein entscheidender Schritt in der Halbleiterherstellung, der eine hochpräzise Positionierung und eine stabile Arbeitsumgebung erfordert. Sie können Graphitmaterialien zur Herstellung der Lagerplattform und einiger Schlüsselkomponenten in Lithografieanlagen verwenden. Aufgrund seiner guten mechanischen Stabilität und seines geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Im Lithografieprozess kann es die relative Positionsgenauigkeit zwischen der Lithografie-Maske und dem Wafer gewährleisten. Und reduzieren Sie die Lithographie-Fehler, die durch thermische Ausdehnung und kalte Kontraktion, um die Auflösung und Genauigkeit der Lithographie zu verbessern.

Ätzen und Ablagerung

Auch beim Ätz- und Abscheideverfahren spielt Graphit eine wichtige Rolle. Beim Ätzprozess wird die hochreine Graphitelektrode in der Ätzmaschine verwendet. Sie kann unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes ein stabiles Plasma erzeugen und ein präzises Ätzen von Halbleitermaterialien durchführen. Im Abscheidungsprozess wird die Graphitbasis für die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und andere Prozesse verwendet. Sie bietet eine stabile Träger- und Reaktionsumgebung für das Wachstum des Films. Seine hohe Temperaturstabilität und chemische Inertheit ermöglichen eine stabile Leistung während dieser Hochtemperatur- und Hochenergieprozesse. Außerdem gewährleistet es die Qualität und Einheitlichkeit des Ätzens und der Abscheidung.

Graphitteile in der Halbleiterfertigung

Graphit-Heizung

Der Graphitheizer wird üblicherweise in Heizelementen für die Halbleiterherstellung verwendet. Es hat einen geringen Widerstand, eine schnelle Erwärmung, kann in kurzer Zeit eine hohe Temperatur erreichen und hat eine gleichmäßige Temperaturverteilung. Beim Glühen von Wafern, beim Epitaxiewachstum und bei anderen Prozessen, die eine schnelle Erwärmung und eine präzise Temperaturkontrolle erfordern, kann es die strengen Temperaturanforderungen erfüllen. Und es gewährleistet die Optimierung der Eigenschaften von Halbleitermaterialien.

Graphit-Tiegel (monokristallines Silizium)

Graphit-Tiegel ist in der Produktion von monokristallinem Silizium weit verbreitet. Das Wachstum von monokristallinem Silizium erfordert eine reine Hochtemperaturumgebung, es hat eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine gute chemische Stabilität. Es wird monokristallines Silizium nicht verschmutzen. Außerdem verfügt es über eine gute Wärmeleitung und eine gleichmäßige Wärmeübertragung, was das stabile Wachstum von monokristallines Silizium und verbessert die Qualität und den Ertrag.

Graphit-Basis (CVD)

Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) ist sie der Schlüssel. Sie bietet eine stabile Oberfläche für die Gasphasenreaktion und erleichtert die Reaktion der gasförmigen Reaktanten zu Filmen. Die Ebenheit der Oberfläche und die thermische Stabilität hängen mit der Qualität und Gleichmäßigkeit des Films zusammen. Eine gute Wärmeleitfähigkeit sorgt für eine gleichmäßige Oberflächentemperatur des Trägermaterials und eine gleichmäßige Qualität des Films.

Hochreine Graphitelektrode (Ätzmaschine)

In der Ätzmaschine können Sie damit Plasma erzeugen, um ein präzises Ätzen von Halbleitermaterialien zu erreichen. Es hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit, kann stabil in Hochspannung, starkem elektrischem Feld und korrosiver Gasumgebung arbeiten. Die hohe Reinheit des Plasmas verhindert das Eindringen von Verunreinigungen während des Ätzens und gewährleistet so die Ätzgenauigkeit und die Leistungsfähigkeit der Geräte.

Graphitformen für die Sinterung (elektronische Geräte)

Eine große Anzahl von Graphit-Formen werden zum Sintern von elektronischen Geräten verwendet. Es hat eine gute Bearbeitungsleistung und kann entsprechend den verschiedenen Formen elektronischer Geräte angepasst werden. Hohe Festigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen, kann hohe Temperatur und hohen Druck während des Sinterns zu widerstehen. Es gewährleistet die Form- und Größengenauigkeit elektronischer Geräte beim Sintern und fördert die feste Bindung des internen Materials. Und es verbessert die Leistung und Zuverlässigkeit der Geräte.

Vorteile von Graphitmaterialien

Ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit

Der Schmelzpunkt von Graphit erreicht 3652-3697 ℃, die die extreme Temperatur der Halbleiterproduktion Hochtemperatur-Prozess widerstehen kann. Es kann die Strukturstabilität beibehalten und eine zuverlässige Garantie für die Hochtemperaturbehandlung bieten.

Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit

Es hat eine gute elektrische Leitfähigkeit, kann schnell Strom leiten und Plasma erzeugen. Gute thermische Leitfähigkeit, schnelle Wärmeübertragung, förderlich für die Verbesserung der Präzision und Effizienz der Halbleiterproduktion Prozess Temperaturregelung.

Mechanische Stabilität und Verarbeitungsleistung

Es hat eine weiche Textur, aber eine gute mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen und kann normal verwendet werden. Die Verarbeitungsleistung ist gut, und Sie können es zu verschiedenen Teilen durch Schneiden und andere Prozesse, um die Produktion Bedürfnisse zu erfüllen machen.

Marktstatus von Halbleiter-Graphitmaterialien

Mit der starken Entwicklung der Halbleiterindustrie steigt auch die Nachfrage nach Graphitmaterialien für die Halbleiterindustrie weiter an. Und der Weltmarkt nimmt stetig zu. International renommierte Unternehmen, die über Technologie und Produktionskapazitäten verfügen, nehmen einen großen Anteil ein. Auch inländische Unternehmen erhöhen ihre Investitionen in Forschung und Entwicklung und verbessern so ihre Wettbewerbsfähigkeit. Die Halbleitertechnologie entwickelt sich hin zu hochpräzisen, großformatigen Wafern, die eine höhere Leistung von Graphitmaterialien erfordern. Dies veranlasst die Anbieter, ihre Produkte weiter zu erneuern und zu verbessern.

Schlussfolgerung

Graphit ist zwar kein Halbleiter, aber aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften spielt er in allen Bereichen der Halbleiterproduktion eine große Rolle. Seine hohe Temperaturbeständigkeit, gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, mechanische Stabilität und gute Verarbeitungseigenschaften machen ihn zu einem unverzichtbaren Material für die Produktion.