Applicazioni del carburo di boro nell’industria dei semiconduttori
Il carburo di boro (B₄C) è caratterizzato da elevata resistenza alle alte temperature, eccezionale inerzia chimica, resistenza all’erosione da plasma, bassa emissione di gas, elevata durezza e resistenza alle radiazioni. È adatto alle condizioni di lavoro ad alta temperatura, sottovuoto e corrosive tipiche della produzione di wafer e rappresenta un materiale ceramico chiave per i chip di silicio e i semiconduttori di terza generazione.
1. Componenti per il trasporto di wafer nei processi sottovuoto
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Vassoi, supporti e basi in carburo di boro per forni di ricottura, ossidazione e diffusione ad alta temperatura. La bassa dilatazione termica evita deformazioni ad alte temperature, garantendo un riscaldamento uniforme dei wafer. L’elevatissima presenza di impurità di metalli alcalini previene la contaminazione dei circuiti integrati. Compatibili con wafer di silicio, substrati di SiC e GaN.
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I deflettori di posizionamento e le parti di guida proteggono i bordi dei wafer dai graffi durante il trasporto.
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Componenti interni per forni LPCVD e a diffusione. Resistenti ai gas di processo corrosivi, inclusi HCl, cloro e silano, che stabilizzano la precisione del drogaggio.
2. Componenti per apparecchiature di incisione e rivestimento PVD/CVD
- Anelli di focalizzazione, anelli perimetrali e rivestimenti della camera per la deposizione di plasma a secco. Resistono al bombardamento del plasma alogeno e alla corrosione, mantenendo un’uniformità di deposizione stabile e prolungando la durata utile.
- Target di sputtering al carburo di boro: per rivestire circuiti, dispositivi MEMS e testine magnetiche di dischi rigidi con pellicole protettive, migliorando la resistenza all’usura e le prestazioni anticorrosione.
3. Abrasivi di precisione per lappatura e lucidatura
La micropolveri di carburo di boro ad elevata purezza (800#~5000#) viene utilizzata per la finitura a specchio di substrati in carburo di silicio, zaffiro, AlN e GaN. Offre un’elevata efficienza di rettifica senza contaminazione da metalli pesanti, migliorando la resa dell’epitassia.
Gli abrasivi legati al carburo di boro ravvivano le mole diamantate e rettificano le maschere di confezionamento.
4. Componenti per l’impianto ionico e la protezione dalle radiazioni
I deflettori del fascio, le aperture e le piastre di schermatura per gli impiantatori ionici resistono al bombardamento ionico ad alta energia e prevengono la contaminazione secondaria dei wafer.
Per i test su chip resistenti alle radiazioni vengono utilizzati dispositivi di fissaggio in carburo di boro.
5. Accessori per il confezionamento dei semiconduttori
Gli inserti per stampi resistenti all’usura, le maschere di taglio e i dispositivi di incollaggio mantengono la stabilità dimensionale durante il confezionamento ad alta velocità, riducendo scheggiature e disallineamenti dei wafer.
6. Sensori per alte temperature e guaine per termocoppie
I manicotti termometrici in carburo di boro resistono a temperature superiori a 2000 °C e ai gas di processo corrosivi per la misurazione della temperatura nei forni. Sono inoltre utilizzati come substrati per sensori di pressione/temperatura ad alta temperatura.
7. Schermatura dalle radiazioni neutroniche
Le lastre e i blocchi di carburo di boro forniscono schermatura dai neutroni per i laboratori di irradiazione dei semiconduttori e le officine di irradiazione dei wafer, proteggendo i wafer e le apparecchiature di precisione dai danni causati dai neutroni senza produrre sottoprodotti radioattivi.
Vantaggi principali
- Resistente all’acido fluoridrico, al plasma alogeno e alla maggior parte dei prodotti chimici di processo;
- Il basso contenuto di impurità evita i guasti elettrici dei chip causati dall’inquinamento ionico;
- La bassa dilatazione termica garantisce dimensioni di lavorazione stabili anche a temperature estreme;
- L’elevata durezza riduce il distacco di particelle abrasive e i difetti particellari sui wafer.
Classi comuni
Polvere di carburo di boro ad elevata purezza per sinterizzazione; micropolveri a distribuzione ristretta 1500#~5000# per lucidatura; polvere arricchita con boro-10 per schermatura dalle radiazioni.