تطبيقات كربيد البورون في صناعة أشباه الموصلات
يتميز كربيد البورون (B₄C) بمقاومة عالية للحرارة، وخمول كيميائي فائق، ومقاومة للتآكل البلازمي، وانخفاض انبعاث الغازات، وصلابة عالية، ومقاومة للإشعاع. وهو مناسب لظروف العمل ذات درجات الحرارة العالية والفراغ والتآكل في تصنيع الرقائق، ويُعد مادة خزفية أساسية لرقائق السيليكون وأشباه الموصلات من الجيل الثالث.
1. مكونات حاملة للرقاقات في عمليات التفريغ
-
صواني وحوامل وقواعد رقائق كربيد البورون لأفران التلدين والأكسدة والانتشار ذات درجات الحرارة العالية. يمنع التمدد الحراري المنخفض التشوه تحت درجات الحرارة العالية، مما يضمن تسخينًا متجانسًا للرقائق. كما تمنع الشوائب المعدنية القلوية المنخفضة للغاية تلوث دوائر الرقائق. متوافقة مع رقائق السيليكون، وركائز كربيد السيليكون، وركائز نتريد الغاليوم.
-
تحمي الحواجز الموضعية وأجزاء التوجيه حواف الرقاقة من الخدوش أثناء النقل.
-
تجهيزات داخلية، وأقواس، وبطانات لأفران الترسيب الكيميائي للبخار عند ضغط منخفض، وأفران الانتشار. مقاومة لغازات العمليات المسببة للتآكل، بما في ذلك حمض الهيدروكلوريك والكلور والسيليان، مما يضمن استقرار دقة التطعيم.
2. قطع غيار معدات الحفر والطلاء بتقنية الترسيب الفيزيائي للبخار/الترسيب الكيميائي للبخار
- حلقات التركيز، وحلقات الحواف، وبطانات حجرة الحفر بالبلازما الجافة. مقاومة لقصف بلازما الهالوجين والتآكل، مما يحافظ على تجانس الحفر المستقر ويطيل عمر الخدمة.
- أهداف رش كربيد البورون: طلاء أغشية واقية على الدوائر وأجهزة MEMS ورؤوس الأقراص الصلبة المغناطيسية لتعزيز مقاومة التآكل وأداء مقاومة التآكل.
3. مواد كاشطة للتلميع والصقل الدقيق
يُستخدم مسحوق كربيد البورون عالي النقاء (800#~5000#) في عملية الصقل المرآوي لركائز كربيد السيليكون والياقوت ونتريد الألومنيوم ونتريد الغاليوم. ويوفر هذا المسحوق كفاءة عالية في الصقل دون تلوث بالمعادن الثقيلة، مما يُحسّن من إنتاجية الترسيب الطبقي.
تُستخدم المواد الكاشطة المُرتبطة بكربيد البورون في تنعيم عجلات الطحن الماسية وطحن قوالب التعبئة والتغليف.
4. مكونات زرع الأيونات ومقاومة الإشعاع
تتحمل حواجز الشعاع والفتحات وألواح الحماية الخاصة بزرع الأيونات قصف الأيونات عالي الطاقة وتمنع التلوث الثانوي للرقاقة.
تُستخدم تجهيزات كربيد البورون لاختبار الرقائق المقاومة للإشعاع.
5. ملحقات تغليف أشباه الموصلات
تساهم قوالب الإدخال المقاومة للتآكل، وأدوات التقطيع، وتركيبات الربط في الحفاظ على استقرار الأبعاد أثناء التعبئة عالية السرعة، مما يقلل من تكسر الرقاقات وانحرافها.
6. مجسات درجات الحرارة العالية وأكمام المزدوجات الحرارية
تتحمل أكمام الحماية الحرارية المصنوعة من كربيد البورون درجات حرارة تتجاوز 2000 درجة مئوية، كما أنها تقاوم غازات العمليات المسببة للتآكل، مما يجعلها مثالية لقياس درجة حرارة الأفران. وتُستخدم أيضاً كركائز لأجهزة استشعار الضغط/الحرارة عالية الحرارة.
7. الحماية من إشعاع النيوترونات
توفر صفائح وكتل كربيد البورون حماية من النيوترونات لمختبرات إشعاع أشباه الموصلات وورش عمل تشعيع الرقائق، حيث تحمي الرقائق والمعدات الدقيقة من أضرار النيوترونات دون أي منتجات ثانوية مشعة.
المزايا الرئيسية
- مقاوم لحمض الهيدروفلوريك، وبلازما الهالوجين، ومعظم المواد الكيميائية المستخدمة في العمليات الصناعية؛
- يساهم انخفاض نسبة الشوائب في تجنب الأعطال الكهربائية للرقائق الناتجة عن التلوث الأيوني؛
- يضمن التمدد الحراري المنخفض أبعاد معالجة ثابتة في درجات الحرارة القصوى؛
- تؤدي الصلابة العالية إلى تقليل تساقط المواد الكاشطة وعيوب الجسيمات على الرقائق.
الدرجات العامة
مسحوق كربيد البورون عالي النقاء للتلبيد؛ مسحوق دقيق ذو توزيع ضيق 1500#~5000# للتلميع؛ مسحوق غني بالبورون-10 للحماية من الإشعاع.