Улога кристалног силицијумског праха у производњи стакла и полупроводника

Кристални силицијски прах као сировина високе чистоће за специјално стакло

Зашто се И±-кварц прах преферише за растворени кварц и УВ-продајну оптику

Материјал за израду расплављеног кварца и УВ преносеће оптике је ±-кварц прах због његове кристалне структуре која је прилично савршена, невероватан отпор на топлоту, и невероватно низак ниво нечистоћа. Ова материја остаје чврста чак и када температуре пређу 1600 степени Целзијуса, што омогућава стварање раствореног кварца који се не шири скоро ништа када се загреје. Штавише, обично има мање од 50 делова на милион металних загађивача у целини. Загађење гвожђем је посебно проблематично јер чак и мале количине око 5 ппм усапирају ултравиолетову светлост, што смањује ефикасност преноса неких 10 до 15 посто према недавним студијама Друштва за оптичке материјале. Редовни распоред атома у ±-кварцу такође значи да се не претвара у стаклено или мутно током тих интензивних процеса загревања, одржавајући оптичку јасност и равнотежу током целог процеса. Аморфна силица говори другачију причу јер има тенденцију да формира мале кристале унутра када је подложена топлотном стресу, узрокујући нежељено расејање светлости.

Утјецај расподеле величине честица и садржаја метала у траговима на хомогеност топљења

Повођење топљења у производњи специјалног стакла зависи од строго контролисаних физичких и хемијских атрибута кристалног силицијумског праха. Оптималне спецификације укључују:

• Тешка расподела величине честица (Д90 < 40 μm) за равномерну апсорпцију топлоте
• Сферична морфологија , минимизирајући празнине током синтерисања
• Садржај алкалних метала под ППМ , спречава флуктуације вискозитета топљења

Када се величине честица разликују више од 15% у различитим серијама, то ствара неједнакомерне обрасце загревања који воде до видљивих стријација и заробљених гасова у коначном производу. Ако ниво алуминијума пређе 20 делова на милион, топило постаје 12% дебље што утиче на обраду. Калцијумски контаминатори су још лошији јер подстичу раст кристала кристалита, што нико не жели јер ослабљава структуру материјала. Већина озбиљних произвођача ослања се на ласерске дифракционе тестове заједно са ИЦП-МС опремом како би проверили све ове спецификације. Ове контроле квалитета су од суштинског значаја за одржавање доследних резултата потребних за производњу прецизних делова за производњу полупроводника и скупих оптичких компоненти, где мале варијације могу значити велике проблеме.

Кристални силицијски прах у производњи полупроводника: од суровина за топлотну оксидацију до маски отпорних на огреб

Контролисана конверзија кристалног силицијумског праха у висококвалитетне сиоадиелектричне слојеве

Главни материјал који се користи за термичке оксидационе процесе у производњи полупроводника је кристални силицијум прах. Када се изложи окружењу богатом кисеоником на температури веће од 900 степени Целзијуса, овај прах се трансформира у веома униформне диелектричне слојеве СиО2 на силицијумским плочама. Да би овај процес правилно функционисао, прах мора имати конзистентну величину честица и изузетно низак ниво метала у траговима (сниже од делова на милион). Чак и мале количине контаминације могу створити електричне проблеме у оксидима капи, што на крају утиче на то колико су транзистори поуздани током времена. Савремена производна објектима користе реално време системи за праћење гаса да би се одржали само прави услови оксидације. Ови системи помажу да се постигну мерења истоправности дебљине у оквиру плюс или минус 2 одсто преко тих великих 300 мм плочица. Таква прецизна контрола је оно што данас чини логичке чипове и меморијске модуле тако добрим и осигурава произвођачима добар принос од својих производних серија.

Улога у ЦМП лужинама и фотомаскама за напредну литографију чворова

Химичка механичка планаризација, или ЦМП како се обично назива, ослања се на суспензије направљене од малих честица кристалног силица како би створила површине које су невероватно равне на атомском нивоу. Ово је посебно важно када производимо напредне полупроводничке уређаје као што су 3Д НАНД меморијски чипови и те под-5 нанометре финФЕТ структуре о којима толико слушамо. Овај материјал добро функционише јер је довољно тежак за мељење, али има округли облик који спречава оштећење деликатних слојева који се полирају. У међувремену, исти силикански прах високе чистоће се користи у другој важној примене. Када се споји, постаје основни материјал за фотомаске у производњи чипова. Ове маске морају пропустити скоро сву ултраљубичасту светлост на 193 нанометра, а задржати свој облик чак и након понављања циклуса загревања и хлађења. Ова комбинација оптичке јасноће и стабилности значи да произвођачи могу одржавати изузетно прецизне обрасце током екстремних ултраљубичасто-литографских процеса, где би сваки циклус излагања иначе ризиковао да искриве микроскопске карактеристике које покушавају да креирају.

Рамковање за избор материјала: Када кристални силицијски прах надмаши аморфне алтернативе

Избор између кристалног и аморфног силица заиста зависи од тога која својства су најважнија за одређену примену. Узмите кристални силицијум прах, посебно алфа кварц, који даје много бољу структурну предвиђаност када се ствари загреју. Зато је то толико важно за процесе као што су топлотна оксидација и производња специјалног стакла, где имају јединствени слојеви и стабилне фазе чини све разлику у томе како добро уређаји раде. Редовна структура мреже значи да можемо рачунати на конзистентно понашање топљења и отпорност на прелазак из течног стања у стакло. С друге стране, аморфни силицијум боље се носи са топлотним ударима, али не нуди исте предвидиве промене фазе или строгу контролу контаминација. Када спецификације захтевају траге метала испод 5 делова на милион или величине честица мањих од 10 микрона, кристалне опције имају тенденцију да раде боље јер производе мање дефеката током реакција. На крају дана, одабирање једног материјала према другом је у односу на то колико је критична прецизна обрада и колико стрес материјалу треба да издржи.

Безбедност, руковање и у складу са прописима за кристални силицијски прах у индустријским окружењима

ОСХА ПЕЛ-ови, инжењерске контроле и праћење прашине у реалном времену у објектима са великим пролазом

Кристални силицијум у праху представља озбиљан ризик за здравље плућа, због чега га регулатори тако пажљиво прате. Администрација за безбедност и здравље на послу поставља ограничење од 50 микрограма по кубни метар за дисане честице које садрже кристални силицијум, што значи да фабрике морају да приме чврсте мере безбедности. Већина биљка почиње са инжењерским решењима. Размислите о стварима као што су моћни издувни системи који одвлаче прашину од радника, или одржавање материјала влажним током обраде како би се смањиле честице у ваздуху. Полопроводничке фабрике у којима се прашина брзо акумулише ослањају се на уређаје за континуирано праћење који у реалном времену прате број честица. Ови системи ће се појавити када се нивои приближе упозоравајућем знаку од 25 микрограма по кубни метар. Неке објекте такође анализирају како се ваздух креће кроз своје просторије, а заштитне мере прилагођавају се како се операције мењају током времена. То помаже у смањењу случајева силикозе, а истовремено одржава производњу без препреки.