A gránit kiváló mechanikai tulajdonságai, hőstabilitása és alacsony hőtágulási együtthatója miatt a félvezető iparban használt anyag volt. A magasabb pontosság és a termelékenység iránti igény mellett az alternatív anyagok életképes lehetőségekként jelentkeztek a félvezető berendezések alkatrészeinek gyártásához. Ebben a cikkben feltárjuk a félvezető berendezések gránit alkatrészeinek néhány alternatív anyagát, és összehasonlítjuk azok előnyeit és hátrányait.
Alternatív anyagok gránit alkatrészekhez
1. Üvegkerámia anyagok
Az üvegkerámia anyagok, mint például a Zerodur és a Cervit, széles körben elterjedtek a félvezető iparban alacsony hőtágulási együtthatójuk miatt, amely közel áll a szilíciumhoz. Következésképpen ezek az anyagok jobb hőstabilitást és fokozott pontosságot biztosíthatnak a félvezető gyártási folyamatban. Különösen a Zerodur magas fokú homogenitása és stabilitása van, így alkalmassá teszi a litográfiai berendezések gyártására.
Előnyök:
- Alacsony hőtágulási együttható
- Nagy pontosság és stabilitás
- A magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz alkalmas
Hátrányok:
- Magasabb költségek a gránithoz képest
- Viszonylag törékeny, kihívásokat jelenthet a megmunkálás és a kezelés terén
2. Kerámia
A kerámia anyagok, például az alumínium-oxid (AL2O3), a szilícium-karbid (SIC) és a szilícium-nitrid (SI3N4) kiváló mechanikai tulajdonságokkal, magas hőmérsékletű ellenállással és alacsony hőtágulási együtthatóval rendelkeznek. Ezek a tulajdonságok a kerámiát ideálissá teszik a félvezető berendezések alkatrészeihez, amelyek nagy hőstabilitást és pontosságot igényelnek, például ostyafokok és chucks.
Előnyök:
- Nagy hőstabilitás és szilárdság
- Alacsony termikus tágulási együttható
- Nagy kopásállóság és kémiai tehetetlenség
Hátrányok:
- törékeny lehet és hajlamos a repedésre, különösen a megmunkálás és a kezelés során
- A kerámia megmunkálása és polírozása kihívást jelenthet és időigényes lehet
3. fémek
A fém alapú anyagokat, például a rozsdamentes acélt és a titánot, kiváló megmunkálhatóságuk és nagy szilárdságuk miatt néhány félvezető berendezés alkatrészeihez használtak. Általában olyan alkalmazásokban használják, ahol nincs szükség nagy hőstabilitásra, például a kamra alkatrészei, kapcsolásai és az átfutások.
Előnyök:
- Jó megmunkálhatóság és hegesztés
- Nagy szilárdság és rugalmasság
- Olcsó költségek az alternatív anyagokhoz képest
Hátrányok:
- Nagy hőtágulási együttható
- Nem alkalmas magas hőmérsékleti alkalmazásokra a hőtágulási problémák miatt
- hajlamos a korrózióra és a szennyeződésre
Következtetés:
Összefoglalva: míg a gránit népszerű választás volt a félvezető berendezések alkatrészei számára, alternatív anyagok alakultak ki, mindegyik egyedi előnyökkel és hátrányokkal. Az üvegkerámia anyagok nagyon pontosak és stabilak, de törékenyek lehetnek. A kerámia erős és kiváló hőstabilitással rendelkezik, de törékeny is lehet, így nagyobb kihívást jelent a gyártás. A fémek olcsók, megmunkálhatók és gömbölyíthetők, de magasabb termikus tágulási együtthatójuk van, és hajlamosak a korrózióra és a szennyeződésre. A félvezető berendezések anyagának kiválasztásakor elengedhetetlen az alkalmazás konkrét követelményeinek figyelembevétele, és válasszon olyan anyagokat, amelyek kiegyensúlyozzák a költségeket, a teljesítményt és a megbízhatóságot.
A postai idő: március-19-2024