Ihe eji arụ ọrụ na tube nke Semiconductor Diffusion Furnace: Quartz, SiC na ngwọta seramiiki dị elu

Okwu Mmalite: Ọrụ Dị Mkpa nke Ihe E Ji Arụ Ọkụ n'Imepụta Semiconductor

N'ime mmepụta wafer semiconductor, Diffusion Furnace Tube bụ otu n'ime ihe ndị kachasị mkpa maka usoro okpomọkụ dị elu eji eme ihe na ngwa nhazi okpomọkụ. Ọ na-enye gburugburu mmeghachi omume a na-achịkwa maka ọtụtụ usoro semiconductor dị mkpa, gụnyere:

• Oxidation okpomọkụ;
• Mgbasa nke Dopant;
• Ịkwụsị;
• Ntinye ego nke LPCVD;
• Ọgwụgwọ wafer dị elu.

N'adịghị ka ihe ndị e ji eme ọkụ ụlọ ọrụ mmepụta ihe nkịtị, ọkpọkọ ọkụ semiconductor ga-emezu ihe ndị siri ike n'ihi na ọbụna mmetọ ma ọ bụ mmepụta ihe nwere ike imetụta mmepụta wafer na ntụkwasị obi ngwaọrụ ozugbo.

N'oge usoro mgbasa ozi semiconductor na oxidation, a na-ahụkarị ọkpọkọ ọkụ na:

• Gburugburu okpomọkụ dị elu site na 800°C ruo 1200°C;
• Gas ndị na-eme ka oxidation dị ka O₂ na H₂O;
• gas ndị na-adịghị ike gụnyere N₂ na Ar;
• Ihe ndị na-ebute Dopant dịka POCl₃ na BBr₃;
• Ụdị kemịkalụ na-emebi emebi dịka HCl.

Ya mere, ihe ndị e ji etinye ọkpọkọ ọkụ ga-enye n'otu oge:

• Ịdị ọcha kemịkalụ dị oke elu;
• Ezigbo nkwụsi ike okpomọkụ;
• Mmetọ dị ala nke ígwè;
• Nnukwu iguzogide nchara;
• Mmepụta obere ihe dị iche iche;
• Ogologo ndụ ọrụ.

Dịka ụkpụrụ ihe eji arụ ọrụ nke semiconductor na omume ụlọ ọrụ si dị, ihe eji eme ka ọkụ ọkụ rụọ ọrụ nke ọma gụnyere:

• Quartz Dị Ọcha Dị Elu (Fused Silica, SiO₂)
• Silikọn Carbide (SiC Seramiiki)
• Seramiki Alumina (Al₂O₃)
• Seramiiki Silicon Nitride (Si₃N₄)

Tube Quartz Dị Ọcha Dị Elu

N'ime ihe niile e ji eme ka ọkụ semiconductor niile dị, quartz tube dị ọcha ka bụ ihe ngwọta kachasị maka mmepụta silicon wafer ọdịnala n'ihi ịdị ọcha ya pụrụ iche, nkwụsi ike okpomọkụ na teknụzụ nhazi tozuru okè.

A na-eji silica dị ọcha nke ukwuu emepụta ọkpọkọ quartz nke ọkwa semiconductor, ebe ihe mejupụtara ya bụ silicon dioxide (SiO₂). Ọkwa ịdị ọcha ya na-akarịkarị 99.99%, yana njikwa siri ike nke ihe ndị na-adịghị ọcha nke ọla gụnyere: Fe; Na; K; Cu; Al.

N'ime usoro oxidation okpomọkụ, ọkpọkọ ọkụ quartz na-enye ebe mmeghachi omume zuru oke maka ịmepụta oyi akwa silicon oxide.

Mmeghachi omume nkịtị gụnyere:

Ọkụkọ Akọrọ:

Si + O₂ → SiO₂

Mmiri Oxidation:

Si + H₂O → SiO₂ + H₂

Usoro oxidation ndị a dị mkpa maka:

• Nhazi dielectric ọnụ ụzọ ámá;
• Nkwụsị elu;
• Nhazi nkewa.

A na-ejikwa tubes quartz eme ihe nke ukwuu n'usoro mgbasa ozi dopant, gụnyere:

• Mgbasa nke phosphorus site na iji POCl₃;
• Mgbasa nke boron site na iji BBr₃;
• Usoro mgbasa nke arsenic.

Na mgbakwunye, a na-ejikarị ọkpọkọ ọkụ quartz eme ihe na sistemụ LPCVD maka: 

• Ntinye nke silicon nitride;
• Nchikota nke silicon polycrystalline.

Uru dị mkpa nke ọkpọkọ ọkụ quartz gụnyere:

• Ọcha Kemịkalụ Dị Mma
• Mgbasawanye Okpomọkụ Dị Ala
• Ezigbo Nhazi Okpomọkụ

Agbanyeghị, ọkpọkọ quartz nwekwara oke ụfọdụ. Ihe kacha mkpa bụ nkwụsi ike igwe dị elu. Ọ bụrụ na arụ ọrụ ogologo oge karịa ihe dị ka 1100–1200°C, quartz nwere ike ịnweta:

• Mgbanwe nke tube;
• Ịkwa ákwá;
• Ike igwe belatara.

Ya mere, quartz ka bụ nhọrọ kachasị mma maka imepụta silicon semiconductor bụ isi mana ọ dịghị mma maka usoro okpomọkụ dị oke elu ma ọ bụ nke na-emebi emebi nke ukwuu.

Tube Silicon Carbide: Ngwọta Okpomọkụ Dị Elu Maka Mmepụta Semiconductor Dị Elu

Seramiiki silik carbide (SiC) apụtala dị ka ihe ọzọ dị mma maka ọkpọkọ ọkụ ọgbara ọhụrụ.

SiC bụ ihe mejupụtara seramiiki covalent nke nwere silicon na atọm carbon. Seramiiki SiC nke ọkwa semiconductor na-agụnyekarị:

• SiC ejikọtara mmeghachi omume;
• SiC e ji ájá mee;
• Ihe CVD SiC dị ọcha nke ukwuu.

Ma e jiri ya tụnyere quartz, SiC na-enye mmezi dị mma:

• iguzogide okpomọkụ;
• Ike igwe;
• Ọgbakọ okpomọkụ;
• Nkwụsi ike kemịkalụ.

Otu n'ime uru kachasị mkpa nke ọkpọkọ ọkụ SiC bụ ikike ha dị elu nke ukwuu.

Ọ bụ ezie na quartz na-adịkarị na ihe dịka ọnọdụ ọrụ 1200°C, seramiiki SiC nwere ike iguzogide okpomọkụ karịrị 1500°C, nke na-eme ka ha dabara adaba maka usoro okpomọkụ dị elu.

Ọdịiche nke ike okpomọkụ dịkwa oke mkpa:

• Quartz: ~1.4 W/m·K
• Silikọn Kabọd: 120–200 W/m·K

Oke ike okpomọkụ nke SiC na-enye ohere:

• Mmeghachi omume okpomọkụ ngwa ngwa;
• Mmụba nhata okpomọkụ;
• Mbelata nke okpomọkụ.

Na ngwa semiconductor, a na-atụlekarị ọkpọkọ ọkụ SiC maka:

• Ịkpọcha okpomọkụ dị elu;
• Usoro mgbasa ozi dị elu;
• Mmepụta ngwaọrụ ike silikọn carbide;
• Nhazi GaN semiconductor.

Tube Alumina (Al₂O₃): Ihe e ji seramiiki mee nke dị oke okpomọkụ ma dị ọnụ ala.

A na-eji aluminum oxide (Al₂O₃) emepụta tube seramiiki alumina, nke na-adịkarị ọcha site na 95% ruo 99.8%.

Ike okpomọkụ ọrụ nke seramiiki alumina nwere ike iru ihe dị ka: 1400–1700°C. nke dị elu karịa quartz nkịtị.

N'ihi njirimara ndị a, a na-ejikarị ọkpọkọ ọkụ alumina eme ihe na:

Ọkụ semiconductor ụlọ nyocha;

• l Ngwa nyocha na mmepe;
• l Sistemụ nhazi okpomọkụ nnwale.

Agbanyeghị, alumina anaghị anabata ya nke ọma n'imepụta ihe na-emepụta semiconductor dị elu. Isi ihe kpatara ya bụ njikwa mmetọ.

Ma e jiri ya tụnyere quartz, alumina seramiiki nwere ike ịpụta:

• Mmetọ aluminom;
• l Ọkwa dị elu nke adịghị ọcha.

Maka mmepụta semiconductor dị elu nke chọrọ obere ọkwa mmetọ, quartz na SiC dị ọcha ka bụ nhọrọ kachasị mma.

Tube Silicon Nitride (Si₃N₄): Seramiiki dị elu maka iguzogide ọkụ ọkụ

Silicon nitride (Si₃N₄) bụ ihe seramiiki ọzọ dị elu nke a maara maka ihe ndị pụrụ iche dị na ya. Enwere ike iji semiconductor mee ihe ndị a:

• Ihe pụrụ iche nke ọkụ ọkụ;
• Ngwa nyocha semiconductor;
• Ọdịdị seramiiki dị elu.

Agbanyeghị, a naghị anabata ọkpọkọ ọkụ Si₃N₄ n'ọtụtụ ebe n'ime ọkụ mgbasa semiconductor bụ isi n'ihi:

• Ihe mgbagwoju anya dị elu n'ichepụta ihe;
• Ọnụ ego dị elu;
• Oke ntozu oke nke usoro ọkọnọ ụlọ ọrụ mmepụta ihe.

Mmechi

Ọkụ Mgbasa Ozi bụ akụkụ dị mkpa mana a naghị eledakarị anya na mmepụta semiconductor. Ihe ndị dị na ya na-emetụta kpọmkwem:

• Mkpụrụ Wafer;
• Ịkwụsi ike n'usoro;
• Arụmọrụ nke ihe ndị dị ndụ;
• Ndụ akụrụngwa.

Ugbu a:

Ọkpọkọ quartzna-achịkwa usoro oxidation na mgbasa ozi ọdịnala n'ihi ịdị ọcha na ntozu okè ha pụrụ iche.

Ọkpọkọ SiCnye ikike okpomọkụ dị elu maka ngwa semiconductor ọgbọ na-abịa.

Alumina na silicon nitride tubes na-eje ozi na ngwa pụrụ iche dị elu ebe a na-ebute arụmọrụ igwe ụzọ.

Ka mmepụta semiconductor na-aga n'ihu na-aga n'ihu na okpomọkụ dị elu, nnukwu wafers na ngwaọrụ bandgap, ihe ndị dị elu na tube ọkụ seramiiki ga-arụ ọrụ dị mkpa na ngwa usoro semiconductor n'ọdịnihu.