随着半导体技术的不断发展,对电子半导体石墨的性能要求也在不断提高。未来,电子半导体石墨将朝着更高纯度、更高性能、更环保的方向发展。同时,为了满足半导体制造中的多样化需求,石墨材料的制备工艺和加工技术也将不断创新和改进。
电子半导体石墨是一种具有特殊电学性质的石墨材料,通过特定的工艺处理,石墨材料中的碳原子排列发生变化,使得其导电性能介于导体和绝缘体之间,从而表现出半导体特性。这种独t的性质使得电子半导体石墨在微电子学、光电子学以及传感器等领域具有广泛应用前景。
1、晶圆制造
加热器:高纯石墨具有优异的热导率和高温稳定性,是晶圆加热器的理想材料。在半导体制造过程中,晶圆需要在高温下进行热处理,如退火、扩散和化学气相沉积(CVD),高纯石墨加热器能够快速、均匀地加热晶圆,确保晶圆上的半导体材料在加热过程中保持一致性,从而提高产品质量和生产效率。
坩埚:高纯石墨被广泛用于制造石英坩埚,用于拉制单晶硅。在这个过程中,高纯石墨提供了一个高温环境,防止杂质进入硅熔液,确保生长出的单晶硅的纯度和质量。高纯石墨的低杂质含量和抗氧化性是其成为此应用s选材料的重要原因之一。
2、等离子体刻蚀
在半导体制造中,等离子体刻蚀是关键步骤之一,用于在晶圆上形成精细的图案。高纯石墨由于其优异的抗腐蚀性和耐高温性能,被用作等离子体刻蚀设备的电极材料。它能承受等离子体的高能冲击和化学反应,确保刻蚀过程的稳定性和精确度。
3、热管理系统
半导体设备在工作时会产生大量的热量,过热会影响设备的性能和寿命。高纯石墨的高热导率使其成为热管理系统中的重要材料。通过将高纯石墨制成散热器或热交换器,可以有效地将热量从关键部位迅速导出,保护敏感的电子元件和提高系统的整体效率。
4、外延工艺
在外延工艺中,需要在单晶衬底上生长一层跟衬底具有相同晶格排列的单晶材料。在硅和碳化硅的外延工艺中,晶片承载在石墨盘上,有桶式、煎饼式和单晶片石墨盘。石墨盘一般经过碳化硅涂层,以延长石墨部件的使用寿命,并实现生产半导体材料所需的高纯度表面结构。
5、离子注入
离子注入是指将硼、磷、砷等离子束加速到一定能量,然后注入晶圆材料的表层内,以改变材料表层物质特性的工艺。组成离子注入装置部件的材料要求具有优异耐热性、导热性、由离子束引起的腐蚀较少且杂质含量低的特性,高纯石墨满足这些要求,可用于离子注入设备的飞行管、各种狭缝、电极、电极罩、导管、束终止器等。
6、柔性石墨箔
柔性石墨箔由天然膨胀石墨制成,在半导体应用上可提高系统和工艺的性能,最大限度地降低能耗并保证可靠性。可用于半导体生产设备中的保温筒、隔热材料、柔性层、密封材料等各种零部件。
7、显示器件
半导体石墨具有优异的光学特性,可广泛应用于光电子器件领域,如有机发光二极管(OLED)和柔性显示屏等显示器件的制造。
