Žula bola bežne používaným materiálom v polovodičovom priemysle pre svoje vynikajúce mechanické vlastnosti, tepelnú stabilitu a nízky koeficient tepelnej expanzie. Avšak s neustále sa zvyšujúcim dopytom po vyššej presnosti a produktivite sa alternatívne materiály objavili ako životaschopné možnosti výroby komponentov polovodičových zariadení. V tomto článku preskúmame niektoré z alternatívnych materiálov pre žulové časti v polovodičových zariadeniach a porovnáme ich výhody a nevýhody.
Alternatívne materiály pre žulové diely
1
Glasic-Ceramic Materials, ako napríklad Nuodur a Cervit, získali rozsiahle použitie v polovodičovom priemysle kvôli ich nízkemu koeficientu tepelného rozširovania, ktorý je blízko k kremíku. V dôsledku toho môžu tieto materiály poskytnúť lepšiu tepelnú stabilitu a zvýšenú presnosť v procese výroby polovodičov. Najmä Zerodur má vysoký stupeň homogenity a stability, vďaka čomu je vhodný na výrobu litografického vybavenia.
Výhody:
- Nízky koeficient tepelnej expanzie
- Vysoká presnosť a stabilita
- Vhodné pre aplikácie s vysokou teplotou
Nevýhody:
- Vyššie náklady v porovnaní s žulou
- Relatívne krehký, môže predstavovať výzvy pri obrábaní a manipulácii
2. Keramika
Keramické materiály, ako je oxid hlinitý (AL2O3), karbid kremíka (SIC) a nitrid kremíka (SI3N4), majú vynikajúce mechanické vlastnosti, vysokoteplotný odpor a nízky koeficient tepelnej expanzie. Vďaka týmto vlastnostiam je keramika ideálna pre diely polovodičových zariadení, ktoré si vyžadujú vysokú tepelnú stabilitu a presnosť, ako sú štádiá oblátky a skľučovanie.
Výhody:
- Vysoká tepelná stabilita a sila
- Koeficient nízkej tepelnej expanzie
- Vysoká odolnosť proti opotrebeniu a chemická inerte
Nevýhody:
- môže byť krehký a náchylný na praskanie, najmä počas obrábania a manipulácie
- Opakovanie a leštenie keramiky môže byť náročné a časovo náročné
3. Kovy
Materiály na báze kovov, ako je nehrdzavejúca oceľ a titán, sa používajú pre niektoré diely polovodičových zariadení kvôli ich vynikajúcej machinácii a vysokej pevnosti. Bežne sa používajú v aplikáciách, kde sa nevyžaduje vysoká tepelná stabilita, ako sú časti komory, spojky a výnosy.
Výhody:
- Dobrá machinabilita a zvárateľnosť
- Vysoká pevnosť a ťažnosť
- nízke náklady v porovnaní s niektorými alternatívnymi materiálmi
Nevýhody:
- Vysoký koeficient tepelnej expanzie
- Nie sú vhodné pre aplikácie s vysokou teplotou v dôsledku problémov s tepelnou expanziou
- náchylné na koróziu a kontamináciu
Záver:
Stručne povedané, zatiaľ čo žula bola populárnou voľbou pre diely polovodičových zariadení, objavili sa alternatívne materiály, z ktorých každý má jedinečné výhody a nevýhody. Glasic-Ceramic Materials sú vysoko presné a stabilné, ale môžu byť krehké. Keramika je silná a má vynikajúcu tepelnú stabilitu, ale môže byť tiež krehká, takže ich výroba je náročnejšia. Kovy sú lacné, strojné a ťažné, ale majú vyšší koeficient tepelnej expanzie a sú náchylné na koróziu a kontamináciu. Pri výbere materiálov pre polovodičové vybavenie je nevyhnutné zvážiť špecifické požiadavky aplikácie a zvoliť materiály, ktoré vyvážia náklady, výkon a spoľahlivosť.
Čas príspevku: mar-19-2024