Дізнайтеся про графіт у виробництві напівпровідників

У напівпровідниковій промисловості, що стрімко розвивається, всі види матеріалів мають вирішальне значення. Графіт може здатися звичайним матеріалом, але він є незамінним у виробництві напівпровідників завдяки своїм унікальним властивостям, від характеристик до застосування, що сприяють технологічному прогресу.

Чи є графіт напівпровідником?

Ні, це не так. Провідність напівпровідників знаходиться між провідниками та ізоляторами, а їхні електричні властивості сильно залежать від температури та домішок. А ще вони мають унікальну зонну структуру, яка може сильно змінювати провідні властивості за допомогою легування. Хоча графіт добре проводить електрику, його кристали розташовані гексагональними шарами і проводять електрику завдяки делокалізованим великим π-зв'язкам. Не існує зонної структури, яку можна було б точно регулювати, і електричні властивості не можуть бути суттєво змінені звичайним легуванням. Отже, це не напівпровідник, а особливий вуглецевий матеріал.

Основні властивості графіту

Фізичні властивості

Кристалічна структура

Графіт має типову шарувату кристалічну структуру. Кожен шар атомів вуглецю розташований у вигляді гексагональної щільної двовимірної плоскої мережі. Атоми вуглецю в площині з'єднані ковалентними зв'язками, довжина зв'язку становить близько 0,142 нм, кут зв'язку - 120°. На шар діє слабка сила Ван-дер-Ваальса, яка надає графіту унікальних фізичних властивостей.

Щільність і твердість

Його щільність становить близько 2,09-2,23 г /см³, що має переваги в сценаріях, де потрібна вага. Твердість за шкалою Мооса становить лише 1-2, а текстура м'яка. А шари легко ковзають відносно один одного під дією зовнішніх сил.

Хімічні властивості

Хімічна стабільність

При нормальній температурі і тиску він має відмінну хімічну стабільність. Він нелегко вступає в реакцію зі звичайними реагентами і може зберігати стабільну структуру і продуктивність в суворих хімічних умовах. Це пов'язано зі структурою ковалентного зв'язку між атомами вуглецю, яка може протистояти більшості звичайних хімічних атак.

Характеристики реакції з поширеними реагентами для виробництва напівпровідників

У виробництві напівпровідників зазвичай використовуються сильні окислювачі або корозійні реагенти, такі як фтористоводнева та азотна кислоти. Загалом, він не вступає в значну реакцію з цими реагентами, наприклад, майже не впливає на фтористоводневу кислоту. І він може підтримувати структурну цілісність і функцію виробничого обладнання.

Застосування графіту у всіх аспектах виробництва напівпровідників

Виготовлення пластин

У процесі виробництва пластин ви можете використовувати його в основному для нагрівання і підтримки систем. Зростання пластин вимагає точного контролю температури, графітових нагрівачів з хорошою електро- і теплопровідністю. Він може швидко і рівномірно перетворювати електричну енергію в теплову, забезпечуючи стабільне високотемпературне середовище для росту пластин. Опорні частини, виготовлені з графіту, витримують високі температури, забезпечують стабільність пластини в процесі росту. І допомагають поліпшити якість пластини та ефективність виробництва.

Фотолітографія

Фотолітографія - важливий етап у виробництві напівпровідників, що вимагає високоточного позиціонування та стабільного робочого середовища. Ви можете використовувати графітові матеріали для виготовлення несучої платформи та деяких ключових компонентів літографічного обладнання. Завдяки хорошій механічній стійкості та низькому коефіцієнту теплового розширення. У процесі літографії він може гарантувати точність відносного положення між літографічною маскою та пластиною. І зменшити похибку літографії, спричинену тепловим розширенням та холодним стисненням, для покращення роздільної здатності та точності літографії.

Травлення та осадження

У процесі травлення та осадження графіт також відіграє важливу роль. У процесі травлення в травильній машині використовується графітовий електрод високої чистоти. Він може виробляти стабільну плазму під дією електричного поля, здійснювати точне травлення напівпровідникових матеріалів. У процесі осадження графітова основа використовується для хімічного осадження з газової фази (CVD) та інших процесів. Для забезпечення стабільної підтримки і реакційного середовища для росту плівки. Висока термостійкість і хімічна інертність дозволяють підтримувати стабільну продуктивність під час цих високотемпературних і високоенергетичних процесів. Забезпечення якості та рівномірності травлення і осадження.

Графітові деталі у виробництві напівпровідників

Графітовий нагрівач

Графітовий нагрівач зазвичай використовується в напівпровідниковому виробництві нагрівальних елементів. Він має низький опір, швидке нагрівання, може досягати високої температури за короткий час, рівномірний розподіл температури. При відпалі пластин, епітаксійному зростанні та інших процесах, що вимагають швидкого нагрівання та точного контролю температури, він може відповідати суворим температурним вимогам. І це забезпечує оптимізацію властивостей напівпровідникового матеріалу.

Графітовий тигель (монокристалічний кремній)

Графітовий тигель широко використовується у виробництві монокристалічного кремнію. Для росту монокристалічного кремнію потрібне високотемпературне чисте середовище, воно має високу термостійкість і хорошу хімічну стабільність. Це не забруднить монокристалічний кремній. Більше того, він має хорошу теплопровідність і рівномірний теплообмін, що сприяє стабільному зростанню монокристалічний кремній та покращує якість і врожайність.

Графітова основа (CVD)

У хімічному осадженні з газової фази (CVD), він є ключовим. Вона забезпечує стабільну поверхню для газофазної реакції і полегшує перетворення газоподібних реагентів у плівки. Рівність поверхні та термічна стабільність пов'язані з якістю та однорідністю плівки. А хороша теплопровідність гарантує, що температура поверхні основи буде рівномірною, а якість плівки - стабільною.

Високочистий графітовий електрод (травильна машина)

У травильній машині ви можете використовувати його для генерації плазми для досягнення точного травлення напівпровідникових матеріалів. Він має хорошу електропровідність і корозійну стійкість, може стабільно працювати в умовах високої напруги, сильного електричного поля і агресивного газового середовища. Його висока чистота дозволяє уникнути потрапляння домішок під час травлення, забезпечити точність травлення і продуктивність пристрою.

Графітові форми для спікання (електронні пристрої)

Велика кількість графітові форми використовуються для спікання електронних пристроїв. Має хорошу продуктивність обробки і може бути налаштований відповідно до різних форм електронних пристроїв. Висока міцність і стабільність при високій температурі, витримує високу температуру і високий тиск під час спікання. Це забезпечує точність форми та розмірів електронних пристроїв при спіканні, сприяє внутрішньому щільному з'єднанню матеріалу. Це покращує продуктивність та надійність пристрою.

Переваги графітових матеріалів

Відмінна стійкість до високих температур

Температура плавлення графіту досягає 3652-3697 ℃, що дозволяє витримувати екстремальні температури високотемпературного процесу виробництва напівпровідників. Він може підтримувати стабільність структури та забезпечувати надійну гарантію для високотемпературної обробки.

Хороша електро- і теплопровідність

Має хорошу електропровідність, може швидко проводити струм і генерувати плазму. Хороша теплопровідність, швидка тепловіддача, що сприяє підвищенню точності та ефективності контролю температури процесу виробництва напівпровідників.

Механічна стабільність і продуктивність обробки

Має м'яку текстуру, але хорошу механічну стійкість при високій температурі, може використовуватися в звичайному режимі. Продуктивність обробки хороша, і ви можете зробити його для різних деталей шляхом різання та інших процесів для задоволення виробничих потреб.

Стан ринку напівпровідникових графітових матеріалів

З активним розвитком напівпровідникової промисловості попит на напівпровідникові графітові матеріали продовжує зростати. І світовий ринок неухильно зростає. Всесвітньо відомі матеріальні підприємства, що мають переваги в технології та виробничих потужностях, займають велику частку. Вітчизняні підприємства також збільшують інвестиції в дослідження та розробки, підвищують конкурентоспроможність. Напівпровідникова технологія рухається до високоточних, великогабаритних пластин, які вимагають більш високих експлуатаційних характеристик графітових матеріалів. А це спонукає постачальників продовжувати впроваджувати інновації та модернізувати продукцію.

Висновок

Графіт не є напівпровідником, але завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям він відіграє важливу роль у всіх аспектах виробництва напівпровідників. Його висока термостійкість, хороша електро- і теплопровідність, механічна стабільність і хороша здатність до обробки роблять його незамінним матеріалом для виробництва.