Применение карбида бора в полупроводниковой промышленности
Карбид бора (B₄C) обладает высокой термостойкостью, выдающейся химической инертностью, устойчивостью к плазменной эрозии, низким газовыделением, высокой твердостью и радиационной стойкостью. Он подходит для работы в условиях высоких температур, вакуума и агрессивных сред при производстве кремниевых пластин и является ключевым керамическим материалом для кремниевых чипов и полупроводников третьего поколения.
1. Компоненты для транспортировки пластин в вакуумных процессах
-
Подставки, держатели и основания из карбида бора для высокотемпературных печей отжига, окисления и диффузии. Низкий коэффициент теплового расширения предотвращает деформацию при высоких температурах, обеспечивая равномерный нагрев пластин. Сверхнизкое содержание примесей щелочных металлов предотвращает загрязнение схем чипов. Совместимы с кремниевыми пластинами, подложками SiC и GaN.
-
Позиционирующие перегородки и направляющие элементы защищают края пластин от царапин во время транспортировки.
-
Внутренние крепления, кронштейны и футеровки печей для LPCVD и диффузионных печей. Устойчивы к коррозионным технологическим газам, включая HCl, хлор и силан, что обеспечивает стабильность точности легирования.
2. Детали оборудования для травления и нанесения PVD/CVD-покрытий
- Фокусирующие кольца, краевые кольца и облицовочные материалы камеры для сухого плазменного травления. Устойчивы к бомбардировке галогенной плазмой и коррозии, обеспечивая стабильную равномерность травления и продлевая срок службы.
- Мишени для магнетронного распыления карбида бора: нанесение защитных пленок на схемы, MEMS-устройства и магнитные головки жестких дисков для повышения износостойкости и антикоррозионных свойств.
3. Абразивы для прецизионной притирки и полировки
Высокочистый микропорошок карбида бора (800#~5000#) используется для зеркальной полировки подложек из карбида кремния, сапфира, AlN и GaN. Он обеспечивает высокую эффективность шлифовки без загрязнения тяжелыми металлами, что повышает выход годных изделий в процессе эпитаксии.
Абразивные материалы на основе карбида бора используются для обработки алмазных шлифовальных кругов и шлифовки упаковочных приспособлений.
4. Компоненты для ионной имплантации и защиты от излучения
Защитные экраны, диафрагмы и экранирующие пластины для ионных имплантаторов выдерживают бомбардировку высокоэнергетическими ионами и предотвращают вторичное загрязнение подложек.
Для тестирования радиационно-стойких микросхем используются приспособления из карбида бора.
5. Аксессуары для упаковки полупроводников
Износостойкие вставки в пресс-формы, приспособления для нарезки и склеивания обеспечивают стабильность размеров во время высокоскоростной упаковки, уменьшая сколы и смещения пластин.
6. Высокотемпературные датчики и термопарные втулки
Термогильзы из карбида бора выдерживают температуру выше 2000℃ и устойчивы к коррозионному воздействию технологических газов при измерении температуры в печах. Они также используются в качестве подложек для высокотемпературных датчиков давления/температуры.
7. Защита от нейтронного излучения
Листы и блоки из карбида бора обеспечивают защиту от нейтронного излучения в лабораториях, занимающихся радиацией в полупроводниковой промышленности, и в цехах по облучению кремниевых пластин, защищая пластины и прецизионное оборудование от нейтронного повреждения без образования радиоактивных побочных продуктов.
Основные преимущества
- Устойчив к плавиковой кислоте, галогенной плазме и большинству технологических химикатов;
- Низкое содержание примесей предотвращает электрические сбои в работе микросхем, вызванные ионным загрязнением;
- Низкий коэффициент теплового расширения гарантирует стабильные размеры при обработке в экстремальных температурах;
- Высокая твердость уменьшает абразивное отслаивание и дефекты в виде частиц на пластинах.
Общие оценки
Порошок карбида бора высокой чистоты для спекания; микропорошок с узким распределением частиц 1500#~5000# для полировки; порошок, обогащенный бором-10, для защиты от излучения.