Cuarzo de alta pureza: un material indispensable para la industria de semiconductores

El cuarzo de alta pureza posee notables propiedades físicas y químicas. Su estructura cristalina inherente, su forma y sus variaciones de red contribuyen a características excepcionales como resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión, bajo coeficiente de expansión térmica, alto aislamiento, efectos piezoeléctricos, efectos resonantes y propiedades ópticas únicas. Estos atributos lo convierten en un material fundamental insustituible para el desarrollo de industrias estratégicas y pilares.

La aplicación del cuarzo de alta pureza abarca diversos campos, incluidos los semiconductores, la energía fotovoltaica, las fibras ópticas y las fuentes de luz eléctrica. Entre ellas, la industria de semiconductores tiene la mayor participación, representando un significativo 50% de su uso.

En el corazón de la fabricación de semiconductores se encuentra la fabricación de chips, que representa el segmento de mayor valor añadido dentro de la industria. La fabricación de chips comprende principalmente cuatro etapas: crecimiento de monocristal, procesamiento y fabricación de obleas, producción de circuitos integrados (CI) y embalaje. Las etapas más críticas, complejas y exigentes, particularmente en términos de requisitos de materiales, son la fabricación y el procesamiento de obleas de silicio.

Los materiales de cuarzo de alta pureza, con su excepcional estabilidad térmica, resistencia a los ácidos, baja expansión térmica y excelente transmitancia espectral, abordan perfectamente los estrictos requisitos de la industria de semiconductores en relación con el contenido de metales alcalinos y metales pesados ​​en los materiales portadores. El proceso de producción requiere un volumen considerable de componentes de cuarzo de alta calidad, incluidos obleas, anillos, placas, bridas, recipientes grabados, tubos de hornos de difusión y tanques de limpieza.

Cuarzo de alta pureza utilizado en diversas etapas de la preparación de semiconductores.

Aplicación en la fabricación de obleas de silicio

La aplicación principal del vidrio de cuarzo enfabricación de obleas de silicioradica en la producción decrisoles de cuarzo, esencial para el proceso Czochralski (CZ) utilizado para cultivar lingotes de silicio monocristalino para la fabricación de obleas. Además, también se utilizan recipientes de limpieza de cuarzo.

semicorex Crisol de cuarzo fundido

Aplicación en el procesamiento de obleas

Durante el procesamiento de obleas, varios tratamientos comooxidación, epitaxia, litografía, grabado, difusión, deposición química de vapor (CVD), implantación de iones y pulido se realizan en obleas de silicio. El vidrio de cuarzo de alta pureza, debido a su pureza, resistencia a altas temperaturas, baja expansión térmica y resistencia a la corrosión, desempeña un papel crucial en estos procesos.

1)Difusión y Oxidación: Tubos de difusión de vidrio de cuarzo.se utilizan ampliamente en estos procesos, junto con las bridas de cuarzo que las acompañan. Otros componentes clave incluyentubos de horno de cuarzo(para transportarbarcos de cuarzodentro y fuera del horno), botes de cuarzo (para transportar obleas de silicio) y bastidores para botes de cuarzo. Entre estos,tubos de difusión de vidrio de cuarzoson primordiales, ya que su pureza, resistencia a la deformación a altas temperaturas y geometría precisa impactan directamente en la calidad, el costo y la eficiencia de producción de los circuitos integrados.

Barcos de cuarzoy los bastidores sirven como soportes indispensables para las obleas de silicio durante los procesos de difusión, oxidación, CVD y recocido. Estos componentes vienen en varias especificaciones y tamaños, generalmente disponibles en configuraciones horizontales y verticales. El contacto directo con obleas de silicio a altas temperaturas requiere el uso de vidrio de cuarzo de alta pureza con excelente estabilidad térmica y precisión dimensional para estos componentes.

Componentes de cuarzo Semicorex para horno de difusión

2)Grabado y limpieza:El proceso de grabado requiere materiales y componentes de vidrio de cuarzo resistentes a la corrosión, lo que genera una demanda significativa de anillos de cuarzo, cámaras de reacción de vidrio de cuarzo y soportes de obleas. Además, las etapas de limpieza ácida y limpieza ultrasónica utilizan cestas de vidrio de cuarzo y tanques de limpieza, respectivamente, aprovechando la excepcional estabilidad química del material. Las campanas de cuarzo también se utilizan durante el crecimiento epitaxial del silicio.

3)Fotolitografía:El vidrio de cuarzo de alta pureza sirve como material de sustrato principal para las fotomáscaras, componentes cruciales en el proceso de fotolitografía. El costo de adquisición de estos sustratos constituye un significativo 90% del costo total de la materia prima para las fotomáscaras, como lo indican los datos del prospecto de Qingyi Photomask. Como herramientas de alta precisión para transferir patrones de circuitos durante la fabricación de pantallas LCD, semiconductores y otros dispositivos electrónicos, las fotomáscaras influyen directamente en la precisión y calidad del producto final. Esto requiere el uso de lingotes de vidrio de cuarzo sintético de pureza ultraalta como material base para los sustratos de fotomáscara.

En conclusión, la combinación única de propiedades que exhibe el cuarzo de alta pureza ha consolidado su posición como material indispensable en la industria de los semiconductores. A medida que avanza la tecnología y aumentan las demandas de miniaturización y rendimiento, se espera que crezca la dependencia de materiales de cuarzo de alta calidad, consolidando aún más su papel crucial en la configuración del futuro de la electrónica.**

Semicorex, como fabricante y proveedor experimentado, proporciona materiales de cuarzo de alta pureza para la industria fotovoltaica y de semiconductores. Si tiene alguna consulta o necesita detalles adicionales, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

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