Innan vistkerfis hálfleiðaraiðnaðarins myndar hálfleiðaraframleiðslubúnaður kjarnastoð þess og hefur lykilstöðu. Samkvæmt mið-Year Total Semiconductor Equipment Forecast Report frá SEMI hefur verið gefið út merki um mikinn vöxt iðnaðarins. Gögn sýna að heildarsala á heimsvísu á hálfleiðaraframleiðslubúnaði (OEM) er spáð 165,9 milljörðum Bandaríkjadala árið 2026, -á-árs aukningu um 23,2%, sem setur nýtt sögulegt met. Búist er við að þessi vöxtur iðnaðarins haldi áfram, þar sem spáð er að alþjóðleg tækjasala fari yfir 229,5 milljarða dollara árið 2028 og nái stöðugum vexti í fimm ár í röð.
Þessi öra útþensla iðnaðarins knýr hálfleiðaraframleiðslubúnað í átt að sífellt -meiri flóknu og nákvæmni í hönnun og framleiðslu. Í þessu ferli gegnir há-keramik, sem mikilvægur íhluti, lykilhlutverki í hálfleiðaraframleiðslu. Rannsóknir og þróun og framleiðsla á-afkastamiklum keramikíhlutum er beintengd öflugri þróun og tækniframförum aðfangakeðjunnar hálfleiðara.
Há-keramikefni hafa framúrskarandi alhliða eiginleika, eins og mikinn styrk, mikla hörku, mikla slitþol, mikla rafeinangrun, litla varmaþenslu, mikla tæringarþol og mikinn efnafræðilegan stöðugleika. Í hálfleiðaraframleiðslu er hægt að nota þá sem íhluti fyrir búnað eins og fægja plötur, fægja púða hárnæring palla, tómarúm chucks, hitari og rafstöðueiginleikar chucks.
Hár-keramikíhlutir fyrir hálfleiðaraframleiðslu
Há-keramikefni innihalda aðallega súrál, álnítríð, kísilnítríð, kísilkarbíð o.s.frv. Mismunandi keramikefni hafa mismunandi eiginleika, sem leiðir til fjölbreyttra notkunarsviðs á hálfleiðarasviðinu. Þar á meðal hefur súrál keramik sérlega breitt úrval af forritum í hálfleiðaraiðnaðinum.
Umsóknir um nokkur algeng hálfleiðara-keramik
Eiginleikar og flokkun súráls keramik
Súrál keramik er eitt af ómissandi lykileinangrunarefnum fyrir kjarnabúnað í samþættum hringrásarframleiðslu. Eftir því sem flísaframleiðsluferlar fleygja fram, halda hreinleika- og frammistöðukröfum fyrir súrálkeramik áfram að aukast. Almennt er súrál keramik flokkað út frá súrálsinnihaldi, venjulega skipt í venjulegan -gerð og há-hreinleika-gerð súrálskeramik. Venjulegri-gerð er hægt að skipta frekar eftir súrálinnihaldi, svo sem 75% súrál, 96% súrál og 99% súrál keramik; hár-hreinleika-sálkeramik vísar til efna með súrálsinnihald sem er meira en 99,9%.
Eins og er er hreinleiki súráls keramik sem notuð er í hálfleiðarabúnaði í grundvallaratriðum yfir 99,5%. Súrál keramik sem notað er í ætingarnotkun nær yfir 99,8% hreinleika og nær jafnvel 4N einkunn (99,99%). Þessir virðast gagnsæir eða hálfgagnsærir, með frammistöðuvísum sem ná stigi eins safírkristalla. Þar að auki eru sumir eiginleikar eins og beygjustyrkur og þrýstistyrkur jafnvel betri en safíreinkristallar, vegna þess að þeir eru fínir-kornaðir.
Helstu eiginleikar súráls keramik með mismunandi súrálsinnihaldi
Notkun á hálfgegnsætt súrálkeramik í hálfleiðurum
Gegnsætt súrálkeramik er tegund af há-súrálkeramik. Vegna ákveðinnar ljósgeislunar þeirra er hægt að nota þau sem keramikefni sem samþætta bæði hagnýt hlutverk og burðarvirki. Byggingareiginleikar mikillar þéttingar og lágmarks svitahola og óhreinindagalla gera það að verkum að hálfgagnsætt súrál keramik hefur oft betri alhliða eiginleika en venjulegt há- súrál keramik. Í samanburði við einkristalla safír, hefur hálfgagnsætt súrál keramik kosti í vélrænni eiginleikum og er talið eitt af ákjósanlegu keramikefnum til að samþætta uppbyggingu og virkni.
Umsóknir í hálfleiðarabúnaði
Í hálfleiðaraframleiðslu er ætingarferlið mikilvægt skref. Sérstaklega krefst val á efnum fyrir útsýnisglugga fyrir ætingarhólf ekki aðeins mikla flutningsgetu heldur einnig framúrskarandi tæringarþol. Upphaflega var kvars almennt notað. Hins vegar, veikt tæringarþol kvars gerir það viðkvæmt fyrir skemmdum og skýi, sem dregur verulega úr endingartíma þess sem útsýnisgátt. Gegnsætt súrál keramik hefur vakið athygli vegna framúrskarandi sjónflutnings, framúrskarandi efnaþols og rafeiginleika.
Árál keramik útsýnisgluggar sýna einstaklega langan endingartíma. Mikil sjónsending er kjarni kostur þeirra fyrir þetta forrit, hár hreinleiki tryggir viðnám gegn plasmaætingu og mikil þétting dregur úr rafstraumstapi, lágmarkar hitamyndun meðan á búnaði stendur. Þrátt fyrir að hálfgagnsætt súrál keramik standi sig vel í plasma ætingu viðnám, er sjónflutningur þeirra enn á eftir efnum eins og kvars. Sérstaklega í flúor-sem innihalda plasmaætingarumhverfi hvarfast Al við F til að mynda AlxFy efnasambönd, sem styttir ekki aðeins endingu hálfgagnsæru súrálkeramiksins heldur hefur einnig í för með sér hættu á oblátumengun.
Umsóknir í hálfleiðaraumbúðum
Í hálfleiðurapökkunarferlum eru strangari staðlar settir á sjón- og hitaeiginleika umbúðaefna til að hámarka ljósaumbreytingarskilvirkni LED flísa. Gegnsætt súrál keramik, sem umbúðaefni, þjónar ekki aðeins tvöföldu hlutverki sem stuðningur undirlag og hitaleiðni, heldur einnig, með því að nýta einstaka sjónfræðilega eiginleika þeirra, sigrast á í raun vandamálinu um takmarkaða birtuskilvirkni af völdum einstefnulegra ljósleiða. Nánar tiltekið, með því að nota mikla flutningsgetu þeirra, eru þau notuð sem gagnsæ undirlag og gagnsæ rör, sem gerir ljós sem myndast af LED flísum að dreifast jafnt og óhindrað í allar áttir og eykur þar með verulega skilvirkni ljósútdráttar LED lýsingar. Ennfremur hefur hálfgagnsætt súrál keramik framúrskarandi hitaleiðni í herbergis-hita, sem dregur í raun úr varmaafli sem myndast við notkun LED flísar, og bætir enn frekar heildarafköst og stöðugleika.
Notkun hálfgagnsærs súráls keramik í LED lýsingu
Í apríl 2026 tilkynnti Japan Fine Ceramics Co., Ltd. (JFC) að það hefði framleitt frumgerð hálfgagnsærs súráls undirlags (u.þ.b. 300 mm²), vara sem búist er við að muni sjá stöðugt vaxandi eftirspurn eftir háþróuðum umbúðum innan hálfleiðara framleiðsluferla.
Þetta hálfgagnsæra súráls hvarfefni er gert úr há-hreinleika súráli (yfir 99,99%) og hefur verið staðfest að það hafi þrjá eiginleika:
Mikil sjónsending yfir útfjólubláu (UV) til innrauða (IR) bylgjulengdarsviðinu.
Mikil stífni sem jafngildir safír.
Frábær efnaþol.
JFC gaf til kynna að hálfgagnsær súráls undirlagið sé líklegt til að vera notað í IGBT einingar fyrir há-afl hálfleiðara umbúðir, LED lýsingu, há-tíðni samskipti (5G/mmWave), og býður sérstaklega upp á nýja möguleika fyrir sjónsamskiptasvið eins og Co-Packed Optics (CPO), sem veitir háþróaða og vélrænni stuðning við notkun og vélrænni notkun. stöðugleika.
Með hraðri útbreiðslu kynslóðar gervigreindar eykst eftirspurnin eftir há-hálfleiðurum stöðugt. Gegnsætt súrálflögur eru tegund stuðningsskífa sem notuð eru til að festa hálfleiðaraflís tímabundið meðan á samþættingarferlinu stendur.
NGK Insulators, Ltd. ætlar að þrefalda framleiðslugetu sína fyrir gegnsæjar súrálsskífur fyrir árið 2027 til að mæta vaxandi eftirspurn eftir samþættingu kubba- sem er lykiltækni á háþróuðum sviðum eins og gervigreind (AI) og sjálfvirkan akstur. Með þessari stækkun stefnir NGK Group að því að koma á stöðugu framboðskerfi og leitast við að ná sölu upp á 20 milljarða jena á-afkastamiklum hálfleiðaramarkaði fyrir árið 2030.
Gagnsæ súrálskúffan notar „HICERAM“, hálfgagnsætt nákvæmniskeramikefni sem þróað og betrumbætt af NGK í mörg ár. "HICERAM" er hálfgagnsætt nákvæmni keramik efni byggt á hár-hreinleika súráli (Al₂O₃). Með nákvæmri stjórn á hreinleika hráefnis, kornastærð og sintrunarferlum, nær þetta efni góða gegnsæi í fjölkristölluðu súráli en viðheldur háum þéttleika. Í samanburði við hefðbundið keramik sýnir það framúrskarandi frammistöðu til að draga úr svitahola og ljósdreifingu, og gerir þar með kleift ákveðna ljósdreifingu en viðhalda styrkleika.
Til að útbúa há-afkastamikið hálfgagnsætt súrálskeramik, þarf há-súrálduft með hreinleika sem er ekki minna en 99,99%. Óhreinindi (eins og sílikon og járn) geta myndað dreifingarstöðvar við kornmörk, dregið verulega úr flutningi og haft áhrif á örbyggingu efnisins; því er mikilvægt að stjórna innihaldi óhreininda í duftinu (því lægra, því betra). Annað lykilatriði er dreifihæfni duftagna. Ef agnaþétting er mikil, mun jafnvel notkun 99,99% hreinleika hráefna ekki gefa hæft hálfgagnsætt keramik. Að auki eru strangar kröfur gerðar til sintunarvirkni súrálduftsins.