Anwendungen von Borcarbid in der Halbleiterindustrie
Borcarbid (B₄C) zeichnet sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, hervorragende chemische Inertheit, Plasmabeständigkeit, geringe Ausgasung, hohe Härte und Strahlungsbeständigkeit aus. Es eignet sich für die hohen Temperaturen, das Vakuum und die korrosiven Bedingungen der Waferherstellung und dient als wichtiger Keramikwerkstoff für Siliziumchips und Halbleiter der dritten Generation.
1. Wafer-Trägerkomponenten für Vakuumprozesse
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Waferträger, -schalen und -basen aus Borcarbid für Hochtemperatur-Glüh-, Oxidations- und Diffusionsöfen. Die geringe Wärmeausdehnung verhindert Verformungen unter hohen Temperaturen und gewährleistet eine gleichmäßige Erwärmung der Wafer. Extrem niedrige Alkalimetallverunreinigungen schützen die Chip-Schaltungen vor Kontamination. Kompatibel mit Siliziumwafern, SiC- und GaN-Substraten.
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Positionierungsblenden und Führungselemente schützen die Waferkanten vor Kratzern während des Transports.
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Ofeninnenausstattung, Halterungen und Auskleidungen für LPCVD- und Diffusionsöfen. Beständig gegen korrosive Prozessgase wie HCl, Chlor und Silan, stabilisiert die Dosiergenauigkeit.
2. Teile von Ätz- und PVD/CVD-Beschichtungsanlagen
- Fokusringe, Kantenringe und Kammerauskleidungen für das Trockenplasmaätzen. Sie sind beständig gegen Halogenplasma-Beschuss und Korrosion, gewährleisten eine gleichmäßige Ätzung und verlängern die Lebensdauer.
- Borcarbid-Sputtertargets: Beschichtung von Schaltkreisen, MEMS-Bauteilen und Magnetköpfen von Festplatten mit Schutzfilmen zur Steigerung der Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
3. Präzisionsläpp- und Poliermittel
Hochreines Borcarbid-Mikropulver (800# bis 5000#) wird zur Spiegelglanzpolitur von Siliciumcarbid-, Saphir-, AlN- und GaN-Substraten eingesetzt. Es ermöglicht eine hohe Schleifleistung ohne Schwermetallverunreinigungen und verbessert so die Epitaxieausbeute.
Mit Borcarbid gebundene Schleifmittel werden zum Abrichten von Diamantschleifscheiben und zum Schleifen von Verpackungsvorrichtungen verwendet.
4. Ionenimplantation und Strahlenschutzkomponenten
Strahlblenden, Blenden und Abschirmplatten für Ionenimplantationsanlagen widerstehen dem Beschuss mit hochenergetischen Ionen und verhindern eine sekundäre Waferkontamination.
Für die Prüfung strahlungsbeständiger Späne werden Vorrichtungen aus Borcarbid verwendet.
5. Zubehör für die Halbleiterverpackung
Verschleißfeste Formeinsätze, Trennvorrichtungen und Klebevorrichtungen gewährleisten Dimensionsstabilität beim Hochgeschwindigkeits-Packaging und reduzieren Wafer-Absplitterungen und -Versatz.
6. Hochtemperatursensoren und Thermoelementhülsen
Tauchhülsen aus Borcarbid halten Temperaturen über 2000 °C stand und sind beständig gegen korrosive Prozessgase zur Ofentemperaturmessung. Sie werden auch als Substrat für Hochtemperatur-Druck-/Temperatursensoren verwendet.
7. Neutronenstrahlungsabschirmung
Borcarbidplatten und -blöcke dienen der Neutronenabschirmung für Halbleiterstrahlungslabore und Waferbestrahlungswerkstätten und schützen Wafer und Präzisionsgeräte vor Neutronenschäden ohne radioaktive Nebenprodukte.
Wichtigste Vorteile
- Beständig gegen Fluorwasserstoffsäure, Halogenplasma und die meisten Prozesschemikalien;
- Ein niedriger Verunreinigungsgehalt verhindert elektrische Ausfälle der Chips durch Ionenverschmutzung;
- Die geringe Wärmeausdehnung gewährleistet stabile Verarbeitungsabmessungen auch bei extremen Temperaturen;
- Eine hohe Härte verringert den Abrieb und die Partikeldefekte auf den Wafern.
Gemeinsame Noten
Hochreines Borcarbidpulver zum Sintern; Mikropulver mit enger Korngrößenverteilung 1500#~5000# zum Polieren; Bor-10-angereichertes Pulver zur Strahlenabschirmung.