隨著半導體技術的不斷發展,對電子半導體石墨的性能要求也在不斷提高。未來,電子半導體石墨將朝著更高純度、更高性能、更環保的方向發展。同時,為了滿足半導體制造中的多樣化需求,石墨材料的制備工藝和加工技術也將不斷創新和改進。
電子半導體石墨是一種具有特殊電學性質的石墨材料,通過特定的工藝處理,石墨材料中的碳原子排列發生變化,使得其導電性能介于導體和絕緣體之間,從而表現出半導體特性。這種獨t的性質使得電子半導體石墨在微電子學、光電子學以及傳感器等領域具有廣泛應用前景。
1、晶圓制造
加熱器:高純石墨具有優異的熱導率和高溫穩定性,是晶圓加熱器的理想材料。在半導體制造過程中,晶圓需要在高溫下進行熱處理,如退火、擴散和化學氣相沉積(CVD),高純石墨加熱器能夠快速、均勻地加熱晶圓,確保晶圓上的半導體材料在加熱過程中保持一致性,從而提高產品質量和生產效率。
坩堝:高純石墨被廣泛用于制造石英坩堝,用于拉制單晶硅。在這個過程中,高純石墨提供了一個高溫環境,防止雜質進入硅熔液,確保生長出的單晶硅的純度和質量。高純石墨的低雜質含量和抗氧化性是其成為此應用s選材料的重要原因之一。
2、等離子體刻蝕
在半導體制造中,等離子體刻蝕是關鍵步驟之一,用于在晶圓上形成精細的圖案。高純石墨由于其優異的抗腐蝕性和耐高溫性能,被用作等離子體刻蝕設備的電極材料。它能承受等離子體的高能沖擊和化學反應,確保刻蝕過程的穩定性和精確度。
3、熱管理系統
半導體設備在工作時會產生大量的熱量,過熱會影響設備的性能和壽命。高純石墨的高熱導率使其成為熱管理系統中的重要材料。通過將高純石墨制成散熱器或熱交換器,可以有效地將熱量從關鍵部位迅速導出,保護敏感的電子元件和提高系統的整體效率。
4、外延工藝
在外延工藝中,需要在單晶襯底上生長一層跟襯底具有相同晶格排列的單晶材料。在硅和碳化硅的外延工藝中,晶片承載在石墨盤上,有桶式、煎餅式和單晶片石墨盤。石墨盤一般經過碳化硅涂層,以延長石墨部件的使用壽命,并實現生產半導體材料所需的高純度表面結構。
5、離子注入
離子注入是指將硼、磷、砷等離子束加速到一定能量,然后注入晶圓材料的表層內,以改變材料表層物質特性的工藝。組成離子注入裝置部件的材料要求具有優異耐熱性、導熱性、由離子束引起的腐蝕較少且雜質含量低的特性,高純石墨滿足這些要求,可用于離子注入設備的飛行管、各種狹縫、電極、電極罩、導管、束終止器等。
6、柔性石墨箔
柔性石墨箔由天然膨脹石墨制成,在半導體應用上可提高系統和工藝的性能,最大限度地降低能耗并保證可靠性。可用于半導體生產設備中的保溫筒、隔熱材料、柔性層、密封材料等各種零部件。
7、顯示器件
半導體石墨具有優異的光學特性,可廣泛應用于光電子器件領域,如有機發光二極管(OLED)和柔性顯示屏等顯示器件的制造。
