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发布时间:2025年02月17日
半导体的高纯石墨制品在第三代半导体单晶生长设备应用非常广泛,主要用于碳化硅(SiC)单晶生长炉石墨坩埚和石墨加热器,还普遍用于GaN外延生长石墨基座和抗高温烧蚀涂层石墨基座等
外延工艺是指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,外延层可以是同质外延层,也可以是异质外延层等。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。
GaN薄膜外延生长承载基座,作为一个重要部件,需要有高耐热、热传导率均匀、化学稳定性良好、高抗震性等优点,石墨材料能够满足上述条件。但是GaN基LED外延生长过程中使用的气体为氨气,高温状态下石墨极易受到氨气腐蚀,造成石墨掉落碎屑,将GaN薄膜污染,因此需要对MOCVD石墨基座表面进行涂层涂覆。
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等特性的高纯材料。高纯石墨满足应用要求,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。
石墨在等离子蚀刻设备部件中的作用主要是作为基座材料,利用其耐高温、导电导热性好、化学稳定性高等特性,为等离子蚀刻提供稳定的工作环境。
石墨在等离子蚀刻设备中的应用主要体现在以下几个方面:
耐高温性能:石墨的熔点高达3850±50℃,沸点为4250℃,即使在超高温环境下,重量损失也很小。这种特性使得石墨能够承受等离子蚀刻过程中产生的高温,保持稳定。
导电导热性能:石墨具有良好的导电和导热性能,能够迅速分散和传导热量,减少设备过热的风险,同时也有助于提高蚀刻的精度和效率。
化学稳定性:石墨在常温下具有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀,这使得石墨在等离子蚀刻过程中能够抵抗化学侵蚀,保持基座的稳定性
各项异性刻蚀机制:在氧等离子体轰击石墨涂层的过程中,氧等离子体会与表层碳原子发生氧化反应,生成CO2或CO,并被抽离真空反应腔。这种各向异性的刻蚀机制有助于控制涂层的缺陷,保证涂层的完整性2。
综上所述,石墨在等离子蚀刻设备部件中扮演着至关重要的角色,其独特的物理和化学性质确保了设备的稳定运行和高效蚀刻。
柔性石墨的主要特性包括高导电性、高透明性、柔韧性和良好的热传导性。这些特性使得柔性石墨在半导体行业中有着广泛的应用潜力。
透明导电膜:柔性石墨的高导电性和高透明性使其成为制造透明导电膜的理想材料。这种特性在触摸屏、太阳能电池和柔性显示技术中尤为重要,可以替代传统的氧化铟锡(ITO)材料,提供更好的性能和更低的生产成本。
柔性电子器件:柔性石墨的柔韧性使其在柔性电子器件中具有独特优势,如可穿戴设备、弯曲显示器和智能纺织品等。这些应用满足了日益增长的消费电子产品需求,提供了更高的灵活性和舒适度。
热管理:柔性石墨的高热导率使其成为半导体设备中的理想热传导材料,能够有效管理半导体设备的温度,特别是在移动设备如手机、平板电脑中,这有助于提高设备的稳定性和寿命。