Pelajari Tentang Grafit Dalam Produksi Semikonduktor

Dalam industri semikonduktor yang sedang berkembang pesat, semua jenis bahan sangat penting. Grafit mungkin tampak biasa saja, tetapi grafit sangat diperlukan dalam produksi semikonduktor dengan sifatnya yang unik, mulai dari karakteristik hingga aplikasinya, untuk mendorong kemajuan teknologi.

Apakah grafit merupakan semikonduktor?

Tidak. Konduktivitas semikonduktor berada di antara konduktor dan isolator, dan sifat kelistrikannya sangat dipengaruhi oleh suhu dan kotoran. Dan mereka memiliki struktur pita yang unik, yang dapat sangat mengubah sifat konduktif dengan doping. Meskipun grafit menghantarkan listrik dengan baik, kristalnya tersusun dalam lapisan heksagonal dan menghantarkan listrik dengan ikatan π besar yang terdelokalisasi. Tidak ada struktur pita yang dapat diatur secara tepat, dan sifat listrik tidak dapat diubah secara signifikan dengan doping konvensional. Jadi, ini bukan semikonduktor, tetapi bahan karbon khusus.

Sifat dasar grafit

Sifat fisik

Struktur kristal

Grafit memiliki struktur kristal berlapis yang khas. Setiap lapisan atom karbon tersusun dalam jaringan bidang dua dimensi heksagonal yang padat. Dan karbon dalam bidang tersebut dihubungkan oleh ikatan kovalen, panjang ikatan sekitar 0,142nm, sudut ikatan 120°. Dan lapisan tersebut ditindaklanjuti oleh gaya van der Waals yang lemah, yang memberikan sifat fisik yang unik pada grafit.

Kepadatan dan kekerasan

Kepadatannya sekitar 2,09-2,23 g /cm³, yang memiliki keunggulan dalam skenario yang memerlukan bobot. Kekerasan Mohs hanya 1-2, dan teksturnya lembut. Dan lapisan-lapisannya relatif mudah bergeser di bawah aksi kekuatan eksternal.

Sifat kimiawi

Stabilitas kimiawi

Di bawah suhu dan tekanan normal, ia memiliki stabilitas kimia yang sangat baik. Tidak mudah bereaksi dengan reagen umum, dan dapat mempertahankan struktur dan kinerja yang stabil dalam lingkungan kimia yang keras. Hal ini disebabkan oleh struktur ikatan kovalen antara atom karbon, yang dapat menahan sebagian besar serangan kimia konvensional.

Karakteristik reaksi dengan reagen produksi semikonduktor yang umum

Reagen pengoksidasi atau korosif yang kuat seperti asam fluorida dan asam nitrat biasanya digunakan dalam produksi semikonduktor. Secara umum, tidak bereaksi secara signifikan dengan reagen ini, seperti hampir tidak ada efek dengan asam fluorida. Dan dapat menjaga integritas struktural dan fungsi peralatan produksi.

Penerapan grafit dalam semua aspek produksi semikonduktor

Fabrikasi wafer

Dalam proses pembuatan wafer, Anda terutama dapat menggunakannya untuk sistem pemanas dan pendukung. Pertumbuhan wafer membutuhkan kontrol suhu yang tepat, pemanas grafit dengan konduktivitas listrik dan termalnya yang baik. Ini dapat dengan cepat dan merata mengubah energi listrik menjadi panas, menyediakan lingkungan suhu tinggi yang stabil untuk pertumbuhan wafer. Bagian pendukung yang terbuat dari grafit dapat menahan suhu tinggi, memastikan stabilitas wafer selama proses pertumbuhan. Dan membantu meningkatkan kualitas wafer dan efisiensi produksi.

Fotolitografi

Fotolitografi adalah langkah penting dalam pembuatan semikonduktor, yang memerlukan pemosisian presisi tinggi dan lingkungan kerja yang stabil. Anda dapat menggunakan bahan grafit untuk membuat platform bantalan dan beberapa komponen utama dalam peralatan litografi. Karena stabilitas mekanisnya yang baik dan koefisien ekspansi termal yang rendah. Dalam proses litografi, ini dapat menjamin akurasi posisi relatif antara masker litografi dan wafer. Dan mengurangi kesalahan litografi yang disebabkan oleh ekspansi termal dan kontraksi dingin, untuk meningkatkan resolusi dan akurasi litografi.

Etsa dan pengendapan

Dalam proses etsa dan deposisi, grafit juga memainkan peran penting. Dalam proses etsa, elektroda grafit dengan kemurnian tinggi digunakan dalam mesin etsa. Ini dapat menghasilkan plasma yang stabil di bawah aksi medan listrik, melakukan etsa yang tepat pada bahan semikonduktor. Dalam proses deposisi, basis grafit digunakan untuk deposisi uap kimia (CVD) dan proses lainnya. Untuk memberikan dukungan yang stabil dan lingkungan reaksi untuk pertumbuhan film. Stabilitas suhu tinggi dan kelembaman kimiawinya memungkinkannya mempertahankan kinerja yang stabil selama proses suhu tinggi dan energi tinggi ini. Dan memastikan kualitas dan keseragaman etsa dan deposisi.

Bagian grafit dalam manufaktur semikonduktor

Pemanas grafit

Pemanas grafit biasanya digunakan dalam elemen pemanas manufaktur semikonduktor. Ini memiliki resistansi rendah, pemanasan cepat, dapat mencapai suhu tinggi dalam waktu singkat, distribusi suhu yang seragam. Dalam anil wafer, pertumbuhan epitaxial dan proses lain yang membutuhkan pemanasan cepat dan kontrol suhu yang tepat, dapat memenuhi persyaratan suhu yang keras. Dan itu memastikan optimalisasi sifat material semikonduktor.

Wadah Grafit (silikon monokristalin)

Wadah grafit banyak digunakan dalam produksi silikon monokristalin. Pertumbuhan silikon monokristalin membutuhkan lingkungan murni bersuhu tinggi, memiliki ketahanan suhu tinggi dan stabilitas kimia yang baik. Ini tidak akan mencemari silikon monokristalin. Selain itu, ia memiliki konduksi panas yang baik dan perpindahan panas yang seragam, yang membantu pertumbuhan yang stabil silikon monokristalin dan meningkatkan kualitas dan hasil panen.

Basis Grafit (CVD)

Dalam pengendapan uap kimia (CVD) adalah kuncinya. Ini memberikan permukaan yang stabil untuk reaksi fase gas dan memfasilitasi reaksi reaktan gas ke dalam film. Kerataan permukaan dan stabilitas termalnya terkait dengan kualitas dan keseragaman film. Dan konduktivitas termal yang baik memastikan bahwa suhu permukaan alas seragam dan kualitas film konsisten.

Elektroda grafit dengan kemurnian tinggi (mesin etsa)

Pada mesin etsa, Anda dapat menggunakan ini untuk menghasilkan plasma untuk mencapai etsa bahan semikonduktor yang tepat. Memiliki konduktivitas listrik yang baik dan ketahanan terhadap korosi, dapat bekerja secara stabil dalam tegangan tinggi, medan listrik yang kuat dan lingkungan gas korosif. Kemurniannya yang tinggi dapat menghindari masuknya kotoran selama etsa, untuk memastikan akurasi etsa dan kinerja perangkat.

Cetakan grafit untuk sintering (perangkat elektronik)

Sejumlah besar cetakan grafit digunakan untuk menyinter perangkat elektronik. Ini memiliki kinerja pemesinan yang baik dan dapat disesuaikan dengan bentuk perangkat elektronik yang berbeda. Kekuatan dan stabilitas tinggi pada suhu tinggi, dapat menahan suhu tinggi dan tekanan tinggi selama sintering. Ini memastikan keakuratan bentuk dan ukuran perangkat elektronik dalam sintering, mempromosikan ikatan ketat material internal. Dan itu meningkatkan kinerja dan keandalan perangkat.

Keuntungan dari bahan grafit

Ketahanan suhu tinggi yang sangat baik

Titik leleh grafit mencapai 3652-3697 ℃, yang dapat menahan suhu ekstrem dari proses suhu tinggi produksi semikonduktor. Ini dapat menjaga stabilitas struktur, dan memberikan jaminan yang dapat diandalkan untuk perawatan suhu tinggi.

Konduktivitas listrik dan termal yang baik

Memiliki konduktivitas listrik yang baik, dapat dengan cepat menghantarkan arus dan menghasilkan plasma. Konduktivitas termal yang baik, perpindahan panas yang cepat, kondusif untuk meningkatkan presisi dan efisiensi kontrol suhu proses produksi semikonduktor.

Kestabilan mekanis dan performa pemrosesan

Teksturnya lembut tetapi memiliki stabilitas mekanis yang baik pada suhu tinggi, dapat digunakan secara normal. Kinerja pemrosesannya bagus, dan Anda dapat membuatnya ke berbagai bagian dengan memotong dan proses lain untuk memenuhi kebutuhan produksi.

Status pasar bahan grafit semikonduktor

Dengan perkembangan industri semikonduktor yang pesat, permintaan bahan grafit semikonduktor terus meningkat. Dan pasar global terus meningkat. Perusahaan material yang terkenal secara internasional dengan keunggulan teknologi dan kapasitas produksi, menempati pangsa yang besar. Perusahaan domestik juga meningkatkan investasi penelitian dan pengembangan, meningkatkan daya saing. Teknologi semikonduktor bergerak menuju wafer ukuran besar dengan presisi tinggi, yang membutuhkan kinerja bahan grafit yang lebih tinggi. Dan mendorong pemasok untuk terus berinovasi dan meningkatkan produk.

Kesimpulan

Grafit bukanlah semikonduktor, tetapi karena sifat fisik dan kimianya yang unik, grafit memainkan peran besar dalam semua aspek produksi semikonduktor. Ketahanan suhu yang tinggi, konduktivitas listrik dan termal yang baik, stabilitas mekanis dan kinerja pemrosesan yang baik, merupakan bahan yang sangat diperlukan untuk produksi.