Poluvodički kvarc: vitalna komponenta u modernoj elektronici
Uvod u kvarcne materijale
Kvarc (SiO₂) na prvi pogled može podsjećati na staklo, ali izdvajaju ga njegova jedinstvena svojstva. Za razliku od standardnog stakla, koje se sastoji od više komponenti (kao što su kvarcni pijesak, boraks, barijev karbonat, vapnenac, feldspat i soda), kvarc se sastoji isključivo od SiO₂. To mu daje jednostavnu mrežnu strukturu koju čine tetraedarske jedinice silicijeva dioksida.
Značaj kvarca visoke čistoće
Kvarc visoke čistoće, koji se često naziva "dragulj krune" staklenih materijala, nudi iznimna svojstva zahvaljujući minimalnoj količini metalnih nečistoća. Ovaj izvanredni materijal neophodan je u raznim poluvodičkim procesima, a ima prednosti kao što su:
1. Otpornost na visoke temperature: S točkom omekšavanja od približno 1730°C, kvarc može izdržati dugotrajnu upotrebu na 1150°C i nositi se s kratkim udarima do 1450°C.
2. Otpornost na kemijsku koroziju: Kvarc visoke čistoće pokazuje minimalnu reaktivnost s većinom kiselina (osim fluorovodične kiseline) i pokazuje vrhunsku stabilnost protiv kemijskog napada, budući da je 30 puta otporniji na kiseline od keramike i 150 puta otporniji od nehrđajućeg čelika.
3. Toplinska stabilnost: Kvarc visoke čistoće ima iznimno nizak koeficijent toplinske ekspanzije, što mu omogućuje da izdrži brze promjene temperature bez lomljenja.
4. Optička čistoća: Ovaj materijal održava visoku propusnost u širokom spektru, s propusnošću vidljive svjetlosti koja prelazi 93% i propusnošću ultraljubičastog zračenja koja doseže preko 80%.
5. Električna izolacija: Kvarc visoke čistoće nudi izuzetan električni otpor, što ga čini izvrsnim izolatorom čak i na povišenim temperaturama.
Primjene u industriji poluvodiča
Zbog ovih izvanrednih fizičkih i kemijskih svojstava, kvarc visoke čistoće se intenzivno koristi u modernoj elektronici, telekomunikacijama i industriji poluvodiča. Rastuća potražnja za silicijskim pločicama značajno je povećala potrebu za kvarcnim komponentama, posebice u proizvodnji čipova.
Ključne primjene kvarca u proizvodnji poluvodiča:
1. Uređaji za visoke temperature:
·Kvarcne cijevi za peći:Neophodne za procese poput difuzije, oksidacije i žarenja, ove cijevi osiguravaju visokotemperaturnu stabilnost i učinkovitost tijekom izrade poluvodiča.
·Kvarcni čamci:Koriste se za transport i obradu silicijskih pločica, kvarcni brodovi olakšavaju serijsku proizvodnju u difuzijskim procesima.
2. Niskotemperaturni uređaji:
· Kvarcni prstenovi:Sastavni dio procesa jetkanja, kvarcni prstenovi sprječavaju kontaminaciju i osiguravaju preciznu proizvodnju tijekom litografije i uzorkovanja.
·Kvarcne košare i spremnici za čišćenje:Ove komponente su ključne za čišćenje silikonskih pločica. Moraju biti otporni na kiseline i lužine dok minimaliziraju kontaktnu površinu kako bi se povećala učinkovitost čišćenja.
Zaključak
Iako se kvarcne komponente mogu pojaviti kao manji potrošni materijal u procesu proizvodnje poluvodiča, one igraju ključnu ulogu u osiguravanju kvalitete i pouzdanosti poluvodičkih uređaja. Prema Techcetu, materijali od kvarcnog stakla visoke čistoće čine oko 90% godišnje globalne proizvodnje u elektroničkoj informacijskoj industriji.
U Semiceri smo posvećeni unapređenju industrije poluvodiča pružanjem kvarcnih materijala visokih performansi. Kao što su čavli bitni za strukturni integritet, tako je i kvarc bitan za proizvodnju poluvodiča.
2. Niskotemperaturni uređaji:
·Kvarcni prstenovi: sastavni dio procesa jetkanja, kvarcni prstenovi sprječavaju kontaminaciju i osiguravaju preciznu proizvodnju tijekom litografije i uzorkovanja.
·Kvarcne košare i spremnici za čišćenje: Ove komponente su ključne za čišćenje silikonskih pločica. Moraju biti otporni na kiseline i lužine dok minimaliziraju kontaktnu površinu kako bi se povećala učinkovitost čišćenja.
Zaključak
Iako se kvarcne komponente mogu pojaviti kao manji potrošni materijal u procesu proizvodnje poluvodiča, one igraju ključnu ulogu u osiguravanju kvalitete i pouzdanosti poluvodičkih uređaja. Prema Techcetu, materijali od kvarcnog stakla visoke čistoće čine oko 90% godišnje globalne proizvodnje u elektroničkoj informacijskoj industriji.
U Semiceri smo posvećeni unapređenju industrije poluvodiča pružanjem kvarcnih materijala visokih performansi. Kao što su čavli bitni za strukturni integritet, tako je i kvarc bitan za proizvodnju poluvodiča.
