Elektronik und Halbleiter

Fortschritt liche keramische Materialien (wie Aluminium oxid, Zirkonia und Silizium karbid) spielen eine Schlüssel rolle in der Elektronik-und Halbleiter industrie. Ihre hohe Härte, Hoch temperatur beständigkeit und Korrosions beständigkeit machen sie zu unverzicht baren Materialien für die Präzisions fertigung.

Aluminium oxid (Al₂ O₂), Zirkonia (ZrO₂) und Silizium karbid (SiC) haben jeweils einzigartige Anwendungen in der Elektronik-und Halbleiter industrie. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse ihrer spezifischen Anwendungen und technischen Eigenschaften.

Aluminium oxid keramik(Al₂ O₂) ist aufgrund seiner hohen Reinheit, Hoch temperatur beständigkeit und hervorragenden Isolation eigenschaften ein Schlüssel material in der Elektronik-und Halbleiter industrie. Sie sind weit verbreitet in Ausrüstung komponenten, Verpackungs substraten und Prozess schritten.

1. Kern komponenten von Halbleiter-Fertigungs anlagen

Radierung Ausrüstung Schutz.

• Hochreine Aluminium oxid keramik (Reinheit ≥ 99,9%) wird zum Ätzen von Kammer auskleidungen und Gas düsen verwendet. Es widersteht den stark korrosiven Wirkungen von Plasma auf Fluor basis und verlängert die Wartungs zyklen der Geräte von sechs Monaten auf fünf Jahre. Seine nano kristalline Struktur reduziert auch den Partikel verschleiß auf 1/20 gegenüber gewöhnlichen Stahl auskleidungen.

• Vakuum-Chuck:Aluminiumoxid-Keramik-SpannfutterVerwenden Sie eine poröse Struktur, um eine hochpräzise Wafer fixierung zu erreichen, eine Metall kontamination zu verhindern, und eignen sich für Prozesse wie Polieren und CMP.
• Roboterarm: Keramik-Greifer pads sind hitze beständig und verschleiß fest und ermöglichen eine präzise Handhabung von Wafern in einer Vakuum umgebung, wobei die Oberflächen rauheit auf Ra <0,1 nm steuerbar ist.
• Wafer träger: Der Aluminium oxid träger hat eine Wärme leitfähig keit von 20-30 W/(m · K), wodurch Wärme schnell vom Wafer abgeführt und thermische Schäden verhindert werden.

• Aluminium oxid keramik rohre(Wärme ausdehnung koeffizient 4,5 × 10 ⁻⁶/K) werden in Diffusions öfen und Glüh öfen verwendet. Sie können fünf Jahre lang ohne Verformung kontinuierlich bei 1300 ° C arbeiten, wodurch ein thermisches Spannungs riss des Wafers verhindert wird.

• Aluminiumoxid-Keramik substrate(Wärme leitfähig keit 20-30 W/m · K) Reduzieren Sie die Sperrschicht temperatur von IGBT-Modulen durch eine gerichtete Wärmeleitung um 30 ° C und verlängern Sie ihre Lebensdauer um das Dreifache.

• Mehr schicht ige Keramik kondensatoren (MLCCs): Aluminiumoxid-Keramik hat eine niedrige Diele ktrizitäts konstante (9,4) und eine Isolation stärke von 15 kV/mm, was die Miniatur isierung von 5G-Geräten unterstützt.
• LTCC/HTCC-Verpackung: Wird in drei dimensionalen Verpackungen verwendet, um die Chip integration und-zuverlässigkeit zu verbessern.

Zirkonia-Keramik(ZrO₂) hat aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften eine breite Palette kritischer Anwendungen in der Elektronik-und Halbleiter industrie. Im Folgenden sind ihre spezifischen Anwendungen und technischen Details:

1. Schlüssel komponenten von Halbleiter-Fertigungs anlagen
Radierung und Ablagerung Ausrüstung

• Zirkonia-Keramik rohre: In Wafer ätz kammern verwendet, beträgt ihr Wärme ausdehnung koeffizient nur 1/8 des Edelstahls (3,2 × 10 ⁻⁶/° C) mit einer Verformung von weniger als 1,5 μm bei 1600 ° C, wodurch die Wafer ausbeute um 1,8% verbessert wird.
• Vakuumkammer komponenten: Die chemische Beständigkeit von Zirkonia keramiken widersteht der Korrosion von Chlorid plasma und hält die Kontamination von Metallionen unter 0,08 ppm.

• Zirkonia Keramik klingen: Sie werden zum Würfeln von Wafern verwendet und bieten eine Lebensdauer, die fünfmal so hoch ist wie die von Diamant klingen, und beseitigen Metall verunreinigungen.
• Zirkonia-Kiefer: Mit einer Oberflächen rauheit von Ra 0,02 μm verhindern sie Wafer kratzer und erhöhen die Verfügbar keit der Geräte auf 99,1%.

• Sauerstoffs ensoren. Unter Verwendung der Sauerstoff ionen leitfähig keit von Zirkon oxid bei hohen Temperaturen werden diese Sensoren für die Abgas überwachung von Kraftfahrzeugen und die Analyse von Industrie gasen mit einer Reaktions zeit von <0,1 Sekunden verwendet.
• Glasfaser-Steck verbinder: Zirkonia mit hoher Zähigkeit wird für Glasfaser stecker mit einer Plug-In/Plug-Out-Lebensdauer von mehr als 100.000 Zyklen verwendet.
• Piezo elektrische Komponenten. Yttrium-stabilisiertes Zirkonia (YSZ) kann zur Herstellung von piezo elektrischen Geräten wie Ultraschall oszillatoren und-summern mit einer Frequenz stabilität von ± 0,01% verwendet werden.
• Substrate der integrierten Schaltung.Zirkonia-Keramik substrateHaben eine Diele ktrizitäts konstante von 25 und eine hohe Isolation festigkeit, wodurch sie für MEMS-Komponenten und elektronische Verpackungen geeignet sind.
• Bio chips: Die Bioko mpatibilität von Zirconia macht sie für implant ierbare medizinische elektronische Geräte geeignet.

• Festoxid-Brennstoffzellen (SOFCs). Zirkonia dient als Elektrolyt schicht, arbeitet bei Temperaturen von 800-1000 ° C und weist eine Energie umwandlung effizienz von mehr als 60% auf.

Silizium karbid keramik (SiC) bezieht sich auf ein poly kristallines festes Material, das durch Sintern von Silizium karbid pulver gebildet wird. Es ist bekannt für seine hervorragenden mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften. Silizium karbid keramik ist ein hochwertiges, grundlegendes Material für die Elektronik-und Halbleiter industrie und bildet die wesentliche physikalische Grundlage für die Herstellung der fortschritt lichsten Chips und den Antrieb der leistungs stärksten Leistungs geräte.

1. Kern komponenten von Halbleiter-Fertigungs anlagen

Schlüssel komponenten für die Wafer fertigung

• Wafer-Etch/Diffusions prozess Kammer komponenten:Elektro statischer Chuck (ESC), Fokus ring, Gas düse, Kammer liner/Gas verteilungs dusch kopf.
• Ionen-Implanter-Komponenten: Tabletts und Halter für das Laden und Transport von Wafer.
• Präzisions komponenten für Photo lithographie maschinen: Werkstück stufen und Führungen, Spiegel und Chucks.

• Hochleistungs-Elektronik modul Kühlkörper substrate: Siliziumkarbid-Keramik substrate sind aufgrund ihrer extrem hohen Wärme leitfähig keit und des passenden Wärme ausdehnung koeffizienten eine ideale Wahl.

• Sinter ofen leitungen, Paddel und Epitaxie schalen.

2.Leistungs elektronik und HF-Geräte

Elektronische Steuerungs systeme für neue Energie fahrzeuge

• SiC-MOSFET-Module: Siliziumkarbid-Leistungs geräte verbessern den Wirkungsgrad der Wechsel richter um 5-10%, und Modelle wie das Tesla Model 3 haben die Batterie lebensdauer um 7% erhöht.
• 800V Hochspannung plattform: Siliziumkarbid-Geräte ermöglichen eine schnelle Aufladung auf 80% in 15 Minuten, geeignet für High-End-Modelle wie den NIO ET7.

• GaN-on-SiC-HF-Verstärker: Siliziumkarbid-Substrate verbessern die PA-Effizienz der 5G-Basisstation um 40%, geeignet für das Terahertz-Frequenzband.

3. Neue Technologie anwendungen
Quantum Computing und Sensoren

• Qubit-Träger: Siliziumcarbid-Farb mittelqubits erreichen bei Raum temperatur eine Kohärenz zeit von 10ms und sind damit für das Quanten computing geeignet.
• Hoch temperatur sensoren: Silizium karbid sensoren, die bis zu 600 ° C beständig sind, werden zur Überwachung von Flugzeug triebwerken verwendet.

• Die 3D-Drucktechnologie aus Silizium karbid keramik kann Präzisions komponenten wie Lithographie maschinen schatten blätter mit einer Genauigkeit von ± 0,01mm herstellen.

Silizium nitrid keramik (Si₃Ns) ist eine fortschritt liche technische Keramik mit außer gewöhnlichen umfassenden Eigenschaften, die hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, hervorragende thermische Eigenschaften, gute elektrische Isolierung und hervorragende chemische Stabilität kombiniert. Diese Eigenschaften machen Silizium nitrid zu einem wichtigen Akteur in der Elektronik-und Halbleiter industrie und konzentrieren sich haupt sächlich auf seine beiden Haupt funktionen: Tragfähigkeit und Wärme ableitung.

Silizium nitrid weist eine hohe Wärme leitfähig keit, einen niedrigen Wärme ausdehnung koeffizienten und überlegene mechanische Eigenschaften auf. Seine Anwendungen konzentrieren sich haupt sächlich auf folgende Bereiche:

1. Wärme ableitung substrate für elektronische Hoch leistungs module.
Dies ist derzeit die bemerkens werteste Anwendung von Silizium nitrid keramik, insbesondere in den Bereichen neue Energie fahrzeuge, Schienen verkehr und erneuerbare Energien.

2. Halbleiter Herstellungs prozess komponenten
Aufgrund seiner hohen Reinheit, Beständigkeit gegen Plasma erosion, hohe Temperatur beständigkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften werden Silizium nitrid keramiken in verschiedenen Komponenten des Chip herstellungs prozesses verwendet, wie z. B. Heizungen, Wafer bindungs pads, Isolation komponenten und Vorrichtungen.

3. Andere Anwendungen in der Elektronik industrie umfassen Schaltkreis verpackungen und Kühlkörper.