Granit je zaradi svojih odličnih mehanskih lastnosti, toplotne stabilnosti in nizkega koeficienta toplotnega raztezanja pogosto uporabljen material v industriji polprevodnikov.Vendar pa so se z vedno večjim povpraševanjem po večji natančnosti in produktivnosti pojavili alternativni materiali kot izvedljive možnosti za izdelavo komponent polprevodniške opreme.V tem članku bomo raziskali nekatere alternativne materiale za granitne dele v polprevodniški opremi ter primerjali njihove prednosti in slabosti.
Alternativni materiali za granitne dele
1. Steklokeramični materiali
Steklokeramični materiali, kot sta Zerodur in Cervit, so zaradi nizkega koeficienta toplotnega raztezanja, ki je blizu siliciju, dobili široko uporabo v industriji polprevodnikov.Posledično lahko ti materiali zagotovijo boljšo toplotno stabilnost in večjo natančnost v procesu izdelave polprevodnikov.Zerodur ima zlasti visoko stopnjo homogenosti in stabilnosti, zaradi česar je primeren za proizvodnjo litografske opreme.
Prednosti:
- Nizek koeficient toplotne razteznosti
- Visoka natančnost in stabilnost
- Primeren za uporabo pri visokih temperaturah
Slabosti:
- Višja cena v primerjavi z granitom
- Razmeroma krhek, lahko predstavlja izziv pri strojni obdelavi in rokovanju
2. Keramika
Keramični materiali, kot so aluminijev oksid (Al2O3), silicijev karbid (SiC) in silicijev nitrid (Si3N4), imajo odlične mehanske lastnosti, odpornost na visoke temperature in nizek koeficient toplotnega raztezanja.Zaradi teh lastnosti je keramika idealna za dele polprevodniške opreme, ki zahtevajo visoko toplotno stabilnost in natančnost, kot so rezinke in vpenjala.
Prednosti:
- Visoka toplotna stabilnost in trdnost
- Nizek koeficient toplotnega raztezanja
- Visoka odpornost proti obrabi in kemična inertnost
Slabosti:
- Lahko je krhka in nagnjena k pokanju, zlasti med strojno obdelavo in ravnanjem
- Strojna obdelava in poliranje keramike je lahko zahtevna in dolgotrajna
3. Kovine
Materiali na osnovi kovin, kot sta nerjavno jeklo in titan, so bili uporabljeni za nekatere dele polprevodniške opreme zaradi njihove odlične obdelovalnosti in visoke trdnosti.Običajno se uporabljajo v aplikacijah, kjer ni potrebna visoka toplotna stabilnost, kot so deli komor, spojke in prehodi.
Prednosti:
- Dobra obdelovalnost in varljivost
- Visoka trdnost in duktilnost
- Nizki stroški v primerjavi z nekaterimi alternativnimi materiali
Slabosti:
- Visok koeficient toplotnega raztezanja
- Ni primeren za uporabo pri visokih temperaturah zaradi težav s toplotnim raztezanjem
- Občutljiv na korozijo in kontaminacijo
Zaključek:
Če povzamemo, čeprav je bil granit priljubljena izbira za dele polprevodniške opreme, so se pojavili alternativni materiali, od katerih ima vsak edinstvene prednosti in slabosti.Steklokeramični materiali so zelo natančni in stabilni, vendar so lahko krhki.Keramika je močna in ima odlično toplotno stabilnost, lahko pa je tudi krhka, zaradi česar je izdelava zahtevnejša.Kovine so poceni, primerne za strojno obdelavo in duktilne, vendar imajo višji koeficient toplotnega raztezanja in so dovzetne za korozijo in kontaminacijo.Pri izbiri materialov za polprevodniško opremo je ključnega pomena upoštevati posebne zahteve aplikacije in izbrati materiale, ki uravnotežijo stroške, zmogljivost in zanesljivost.
Čas objave: 19. marec 2024