Composants et applications courants du quartz semi-conducteur

Le quartz appartient au système cristallin trigonal, qui est un cristal minéral à structure tridimensionnelle composé de dioxyde de silicium. En règle générale, le quartz pur est incolore et transparent, mais il prend diverses teintes en raison de traces d'ions pigmentaires, d'inclusions finement dispersées ou de la formation de centres de couleur. Doté de multiples excellentes propriétés, le quartz est largement utilisé dans divers processus de fabrication de semi-conducteurs, et ses performances et sa qualité affectent directement le rendement, les performances et le coût des dispositifs à semi-conducteurs.

1. Creuset à quartz

Lecreusets en quartzsont utilisés pour contenir les matières premières de silicium polycristallin dans le processus de croissance du silicium monocristallin à haute température. Pour garantir des matériaux de support stables, les creusets en quartz doivent présenter une excellente stabilité à haute température (point de fusion > 1 700 ℃) et un faible coefficient de dilatation thermique pour résister aux défis des conditions de fonctionnement difficiles à haute température. Les creusets en quartz destinés aux applications de semi-conducteurs doivent être fabriqués à partir de quartz de haute pureté de grade 4N8 ou supérieur. Cette sélection judicieuse de matériaux peut réduire efficacement les risques de contamination des cristaux causés par la précipitation d'impuretés du creuset de quartz en raison de la température élevée.

Les tubes de four à quartz servent généralement de chambres de réaction à haute température pour divers processus de fabrication de plaquettes tels que la diffusion, l'oxydation et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Donctubes de four à quartzdoivent présenter une excellente résistance aux températures élevées pour éviter qu’ils ne se déforment ou ne se ramollissent en raison d’environnements à haute température. Dans certains procédés, un traitement de déshydroxylation est même nécessaire pour réduire l'impact des groupes hydroxyles sur la stabilité thermique. La fabrication de tubes de four à quartz nécessite également un matériau de quartz de haute pureté avec une teneur en impuretés métalliques ≤ 1 ppm pour empêcher les impuretés de précipiter pendant le processus de réaction et d'affecter les résultats du traitement des plaquettes.

Les bateaux à quartz sont généralement utilisés conjointement avec des tubes de four à quartz pour transporter des dizaines, voire des centaines de tranches. Donc,bateaux en quartzdoivent généralement posséder la même excellente résistance aux températures élevées, à la corrosion et des performances stables et fiables en termes de résistance mécanique que les tubes de four à quartz.

Bagues de mise au point à quartzsont spécialement conçus pour les processus de gravure à sec. Ils sont généralement installés autour des tranches pour confiner et homogénéiser le plasma, garantissant ainsi l'uniformité de la vitesse de gravure et des motifs sur la tranche. Cet environnement d'exploitation nécessite que les bagues de focalisation en quartz possèdent une forte résistance à la corrosion plasmatique, une précision dimensionnelle extrêmement élevée et une finition de surface lisse pour éviter les décharges anormales ou la génération de particules.