Halbleiterquarz: Ein wichtiger Bestandteil der modernen Elektronik
Einführung in Quarzmaterialien
Quarz (SiO₂) mag auf den ersten Blick Glas ähneln, zeichnet sich jedoch durch seine einzigartigen Eigenschaften aus. Im Gegensatz zu Standardglas, das aus mehreren Komponenten besteht (wie Quarzsand, Borax, Bariumcarbonat, Kalkstein, Feldspat und Soda), besteht Quarz ausschließlich aus SiO₂. Dadurch erhält es eine einfache Netzwerkstruktur, die aus tetraedrischen Einheiten aus Siliziumdioxid besteht.
Die Bedeutung von hochreinem Quarz
Hochreiner Quarz, oft als „Kronjuwel“ unter den Glasmaterialien bezeichnet, bietet aufgrund seiner minimalen metallischen Verunreinigungen außergewöhnliche Eigenschaften. Dieses bemerkenswerte Material ist in verschiedenen Halbleiterprozessen unverzichtbar und bietet Vorteile wie:
1. Hohe Temperaturbeständigkeit: Mit einem Erweichungspunkt von ca. 1730 °C hält Quarz einer langfristigen Verwendung bei 1150 °C stand und verträgt kurze Stöße bis zu 1450 °C.
2. Chemische Korrosionsbeständigkeit: Hochreiner Quarz zeigt eine minimale Reaktivität mit den meisten Säuren (außer Flusssäure) und weist eine überlegene Stabilität gegen chemische Angriffe auf. Er ist 30-mal säurebeständiger als Keramik und 150-mal beständiger als Edelstahl.
3. Thermische Stabilität: Hochreiner Quarz hat einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, sodass er schnelle Temperaturänderungen ohne Bruch überstehen kann.
4. Optische Klarheit: Dieses Material behält eine hohe Durchlässigkeit über ein breites Spektrum bei, wobei die Durchlässigkeit für sichtbares Licht über 93 % und die Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht über 80 % liegt.
5. Elektrische Isolierung: Hochreiner Quarz bietet einen außergewöhnlichen elektrischen Widerstand und ist somit auch bei erhöhten Temperaturen ein hervorragender Isolator.
Anwendungen in der Halbleiterindustrie
Aufgrund dieser hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften wird hochreiner Quarz in der modernen Elektronik-, Telekommunikations- und Halbleiterindustrie häufig verwendet. Die wachsende Nachfrage nach Siliziumwafern hat den Bedarf an Quarzkomponenten insbesondere in der Chipherstellung deutlich erhöht.
Hauptanwendungen von Quarz in der Halbleiterfertigung:
1. Hochtemperaturgeräte:
·Quarzofenrohre:Diese Röhren sind für Prozesse wie Diffusion, Oxidation und Glühen unerlässlich und gewährleisten Hochtemperaturstabilität und Effizienz bei der Halbleiterfertigung.
·Quarzboote:Quarzboote dienen dem Transport und der Bearbeitung von Siliziumwafern und erleichtern die Serienfertigung in Diffusionsprozessen.
2. Niedertemperaturgeräte:
·Quarzringe:Als integraler Bestandteil des Ätzprozesses verhindern Quarzringe Verunreinigungen und gewährleisten eine präzise Fertigung während der Lithographie und Strukturierung.
·Quarz-Reinigungskörbe und -tanks:Diese Komponenten sind für die Reinigung von Siliziumwafern von entscheidender Bedeutung. Sie müssen Säuren und Laugen widerstehen und gleichzeitig die Kontaktfläche minimieren, um die Reinigungseffizienz zu verbessern.
Abschluss
Während Quarzkomponenten im Halbleiterherstellungsprozess als unbedeutende Verbrauchsmaterialien auftreten können, spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Qualität und Zuverlässigkeit von Halbleiterbauelementen. Laut Techcet machen hochreine Quarzglasmaterialien etwa 90 % der jährlichen weltweiten Produktion in der elektronischen Informationsindustrie aus.
Bei Semicera widmen wir uns der Weiterentwicklung der Halbleiterindustrie durch die Bereitstellung leistungsstarker Quarzmaterialien. Ebenso wie Nägel für die strukturelle Integrität unerlässlich sind, ist Quarz auch für die Halbleiterherstellung von entscheidender Bedeutung.
2. Niedertemperaturgeräte:
·Quarzringe: Als integraler Bestandteil des Ätzprozesses verhindern Quarzringe Verunreinigungen und gewährleisten eine präzise Fertigung während der Lithographie und Strukturierung.
·Quarz-Reinigungskörbe und -tanks: Diese Komponenten sind für die Reinigung von Siliziumwafern von entscheidender Bedeutung. Sie müssen Säuren und Laugen widerstehen und gleichzeitig die Kontaktfläche minimieren, um die Reinigungseffizienz zu verbessern.
Abschluss
Während Quarzkomponenten im Halbleiterherstellungsprozess als unbedeutende Verbrauchsmaterialien auftreten können, spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Qualität und Zuverlässigkeit von Halbleiterbauelementen. Laut Techcet machen hochreine Quarzglasmaterialien etwa 90 % der jährlichen weltweiten Produktion in der elektronischen Informationsindustrie aus.
Bei Semicera widmen wir uns der Weiterentwicklung der Halbleiterindustrie durch die Bereitstellung leistungsstarker Quarzmaterialien. Ebenso wie Nägel für die strukturelle Integrität unerlässlich sind, ist Quarz auch für die Halbleiterherstellung von entscheidender Bedeutung.
