Ifihan: Ipa Pataki ti Awọn Ohun elo Tube Iná ninu Iṣelọpọ Semiconductor
Nínú iṣẹ́ ṣíṣe wafer semiconductor, Diffusion Furnace Tube jẹ́ ọ̀kan lára àwọn èròjà ilana ooru gíga tó ṣe pàtàkì jùlọ tí a ń lò nínú ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ ooru. Ó ń pèsè àyíká ìṣesí tí a ń ṣàkóso fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìlànà semiconductor pàtàkì, títí bí:
- Ìfọ́mọ́lẹ̀ gbígbóná;
- Ìtànkálẹ̀ àwọn oògùn;
- Ṣíṣe àtúnṣe;
- Ìfipamọ́ LPCVD;
- Itọju wafer iwọn otutu giga.
Láìdàbí àwọn èròjà ìléru ilé iṣẹ́ ìbílẹ̀, àwọn ọ̀pọ́ ìléru semiconductor gbọ́dọ̀ pàdé àwọn ohun tí ó yẹ kí ó múná dóko nítorí pé ìbàjẹ́ ìtẹ̀sí tàbí ìṣẹ̀dá pàtákì lè ní ipa lórí ìṣẹ̀dá wafer àti ìgbẹ́kẹ̀lé ẹ̀rọ.
Nígbà tí a bá ń ṣe ìfọ́síwẹ́ semiconductor àti ìfọ́síwẹ́, àwọn ọ̀pá iná máa ń fara hàn sí:
- Awọn agbegbe iwọn otutu giga ti o wa lati 800°C si 1200°C;
- Àwọn gáàsì olóró bíi O₂ àti H₂O;
- àwọn gáàsì aláìlera pẹ̀lú N₂ àti Ar;
- Àwọn ohun tí ó ń ṣáájú Dopant bíi POCl₃ àti BBr₃;
- Àwọn ẹ̀yà kẹ́míkà oníbàjẹ́ bíi HCl.
Nitorinaa, awọn ohun elo ti o wa ninu tube adiro gbọdọ pese ni akoko kanna:
- Ìwà mímọ́ kẹ́míkà tó ga jùlọ;
- Iduroṣinṣin ooru to dara julọ;
- Ìbàjẹ́ irin díẹ̀;
- Agbara ipata giga;
- Ìṣẹ̀dá pàǹtíkì kékeré;
- Igbesi aye iṣẹ pipẹ.
Gẹ́gẹ́ bí àwọn ìlànà ohun èlò semiconductor àti àwọn ìṣe ilé-iṣẹ́, àwọn ohun èlò tí a fi ń lo tube iná mànàmáná jùlọ ni:
- Quartz Mímọ́ Gíga (Fused Silica, SiO₂)
- Silikoni Carbide (SiC Seramiki)
- Seramiki Alumina (Al₂O₃)
- Sẹ́rámíkì Sílíkónì Nítride (Si₃N₄)
Ọpọn Quartz Mimọ Giga
Láàrín gbogbo àwọn ohun èlò ìléru semiconductor, tube quartz mímọ́ tó ga ṣì jẹ́ ojútùú tó gbajúmọ̀ fún ṣíṣe wafer silicon ìbílẹ̀ nítorí ìwà mímọ́ rẹ̀ tó tayọ, ìdúróṣinṣin ooru àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ tó ti dàgbà.
A máa ń fi silica tí ó ní ìmọ́tótó gíga ṣe àwọn páìpù quartz tí a fi semiconductor ṣe, níbi tí ohun èlò pàtàkì rẹ̀ jẹ́ silicon dioxide (SiO₂). Ìpele ìmọ́tótó rẹ̀ sábà máa ń ju 99.99% lọ, pẹ̀lú ìdarí tó lágbára lórí àwọn ohun tí kò ní ìmọ́tótó bíi: Fe; Na; K; Cu; Al.
Nínú àwọn ilana ìfàmọ́ra ooru, àwọn tubes ilé ìgbóná quartz ń pese àyíká ìṣesí tó dára fún ṣíṣe àwọn fẹlẹfẹlẹ oxide silicon.
Àwọn ìṣesí tó wọ́pọ̀ ní:
Ìfàmọ́ra Gbẹ:
Si + O₂ → SiO₂
Ìfàmọ́ra Oxidation:
Si + H₂O → SiO₂ + H₂
Awọn ilana oxidation wọnyi jẹ pataki fun:
- Ìṣẹ̀dá dielectric ẹnu-ọ̀nà;
- Ìfàmọ́ra ojú ilẹ̀;
- Àwọn ètò ìyàsọ́tọ̀.
A tun lo awọn tubes Quartz ni ọpọlọpọ igba ninu awọn ilana itankale dopant, pẹlu:
- Ìtanka fosiforusi nipa lilo POCl₃;
- Ìtànkálẹ̀ Boron nípa lílo BBr₃;
- Awọn ilana itankale arsenic.
Ni afikun, awọn tubes ileru quartz ni a lo ni lilo pupọ ninu awọn eto LPCVD fun:
- Ìfipamọ́ ohun èlò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ nitride ti silikoni;
- Ìfipamọ́ ohun èlò ìkọ́lé sílíkálì polycrystalline.
Awọn anfani pataki ti awọn tube ileru quartz ni:
- Ìmọ́tótó Kẹ́míkà Tó Tayọ̀
- Ìfàsẹ́yìn Ooru Kekere
- Iṣọkan Gbona to dara julọ
Sibẹsibẹ, awọn tube quartz tun ni awọn idiwọn kan. Idi akọkọ ni iduroṣinṣin ẹrọ ti o ni iwọn otutu giga. Labẹ iṣiṣẹ pipẹ ti o ga ju 1100–1200°C lọ, quartz le ni iriri:
- Àyípadà sí ìdọ̀tí inú omi;
- Ṣíṣí;
- Agbára ẹ̀rọ tí ó dínkù.
Nítorí náà, quartz ṣì jẹ́ àṣàyàn tí a fẹ́ràn jùlọ fún ṣíṣe ohun èlò semiconductor silicon àtijọ́ ṣùgbọ́n kò dára fún àwọn iṣẹ́ tí ó ní iwọ̀n otútù gíga tàbí ìbàjẹ́ púpọ̀.
Ọpọn Silikoni Carbide: Ojutu Iwọn otutu giga fun Iṣelọpọ Semiconductor To ti ni ilọsiwaju
Seramiki silikoni carbide (SiC) ti farahan bi ohun elo miiran ti o ni ileri fun awọn tubes ileru ti o ti ni ilọsiwaju.
SiC jẹ́ àdàpọ̀ seramiki covalent tí ó ní silikoni àti àwọn átọ̀mù erogba. Àwọn seramiki SiC onípele semiconductor sábà máa ń ní:
- SiC tí a so pọ̀ mọ́ ìṣesí;
- SiC tí a fi omi ṣan;
- Awọn ohun elo CVD SiC ti o ga julọ.
Ti a bawe pẹlu quartz, SiC n pese ilọsiwaju pataki:
- resistance iwọn otutu;
- Agbára ẹ̀rọ;
- Ìgbékalẹ̀ ooru;
- Agbara kẹmika.
Ọkan ninu awọn anfani pataki julọ ti awọn tube ileru SiC ni agbara iwọn otutu giga wọn ti o ga julọ.
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé quartz sábà máa ń wà ní ìwọ̀n ooru tó tó 1200°C, àwọn ohun èlò amọ̀ SiC lè fara da ooru tó ju 1500°C lọ, èyí tó mú kí wọ́n dára fún àwọn iṣẹ́ ooru tó ti lọ síwájú.
Iyatọ ti o wa ninu ooru tun ṣe pataki:
- Kúátísì: ~1.4 W/m·K
- Silikoni Carbide: 120–200 W/m·K
Agbara igbona giga ti SiC n mu ki o ṣee ṣe:
- Ìdáhùn ooru tó yára sí i;
- Ilọsi iwọn otutu ti o dara si;
- Awọn ipele ooru ti o dinku.
Nínú àwọn ohun èlò semiconductor, àwọn páìpù iná SiC ni a ń gbé yẹ̀wò jùlọ fún:
- Ṣíṣe àtúnṣe iwọn otutu giga;
- Awọn ilana itankale ilọsiwaju;
- Ṣíṣe ẹ̀rọ agbára ohun èlò irinṣẹ́ carbide silikoni;
- Iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ semikondokito GaN.
Ọpọn Alumina (Al₂O₃): Ohun èlò seramiki tí ó ní ìwọ̀n otútù gíga tí ó sì ń mú owó gọbọi wá
A máa ń ṣe àwọn páìpù seramiki alumina láti inú oxide aluminiomu (Al₂O₃), nígbà gbogbo pẹ̀lú ìwọ̀n mímọ́ tó wà láti 95% sí 99.8%.
Agbara iwọn otutu iṣiṣẹ ti awọn ohun elo alumina le de iwọn: 1400–1700°C. eyiti o ga ju quartz ibile lọ.
Nítorí àwọn ànímọ́ wọ̀nyí, a sábà máa ń lo àwọn ọ̀pá iná alumina nínú:
Àwọn ìléru semikondokito yàrá;
- l Awọn ohun elo iwadii ati idagbasoke;
- l Awọn eto iṣiṣẹ ooru idanwo.
Sibẹsibẹ, alumina ko ni lilo to ni opin ninu iṣelọpọ semiconductor oniwọn giga. Idi pataki ni iṣakoso idoti.
Ti a ba fiwe pẹlu quartz, awọn ohun elo alumina le ṣafihan:
- Ìbàjẹ́ aluminiomu;
- l Awọn ipele ẹgbin ti o ga julọ.
Fun iṣelọpọ semikondokito ti ilọsiwaju ti o nilo awọn ipele idoti ti o kere pupọ, quartz ati SiC ti o ni mimọ ga jẹ awọn aṣayan ayanfẹ julọ.
Tuubu Silicon Nitride (Si₃N₄): Seramiki to ti ni ilọsiwaju fun resistance si ariwo ooru
Silicon nitride (Si₃N₄) jẹ́ ohun èlò seramiki mìíràn tó ti ní ìlọsíwájú tí a mọ̀ fún àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ tó yàtọ̀. Àwọn ohun èlò semikondokito tó ṣeé lò ni:
- Àwọn ẹ̀yà ara ààrò pàtàkì;
- Ìwádìí ohun èlò semikondokito;
- Àwọn ìrísí seramiki tí ó ní ìwọ̀n otutu gíga.
Sibẹsibẹ, awọn tube ina Si₃N₄ ko gba ni ibigbogbo ninu awọn ina ina semiconductor diffusion olokiki nitori:
- Iṣoro iṣelọpọ ti o ga julọ;
- Iye owo ti o ga julọ;
- Ìdàgbàsókè pq ipese ile-iṣẹ to lopin.
Ìparí
Ẹ̀rọ Títú Ìgbóná Ẹ̀rọ jẹ́ apá pàtàkì kan tí a kò kà sí pàtàkì nínú iṣẹ́ àgbékalẹ̀ semiconductor. Àwọn ohun èlò rẹ̀ ní ipa tààrà lórí:
- Ìṣẹ̀dá wafer;
- Iduroṣinṣin ilana;
- Iṣẹ́ patiku;
- Igbesi aye ohun elo.
Lọ́wọ́lọ́wọ́:
Àwọn Pọ́ọ̀bù Quartzṣe àkóso àwọn ìlànà ìfọ́mọ́ àti ìtànkálẹ̀ ìṣẹ̀dá nítorí ìwà mímọ́ àti ìdàgbàsókè wọn tó yàtọ̀.
Àwọn Pọ́ọ̀bù SiCpese agbara ooru to ti ni ilọsiwaju fun awọn ohun elo semikondokito iran-atẹle.
Àwọn páìpù alumina àti silicon nitride ń ṣiṣẹ́ fún àwọn ohun èlò ìgbóná gíga tí a ṣe pàtàkì níbi tí iṣẹ́ ẹ̀rọ ti jẹ́ pàtàkì.
Bí iṣẹ́ ẹ̀rọ semiconductor ṣe ń tẹ̀síwájú sí i ní ìwọ̀n otútù tó ga, àwọn wafer tó tóbi jù àti àwọn ẹ̀rọ ìlọ́po méjì, àwọn ohun èlò oníná seramiki tó ti ní ìlọsíwájú yóò kó ipa pàtàkì nínú àwọn ẹ̀rọ ilana semiconductor ọjọ́ iwájú.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-24-2026