Applications du carbure de bore dans l’industrie des semi-conducteurs
Le carbure de bore (B₄C) présente une excellente résistance aux hautes températures, une inertie chimique remarquable, une résistance à l’érosion par plasma, un faible dégazage, une dureté élevée et une résistance aux radiations. Il est parfaitement adapté aux conditions de travail à haute température, sous vide et en milieu corrosif requises pour la fabrication de plaquettes de silicium et constitue un matériau céramique essentiel pour les puces de silicium et les semi-conducteurs de troisième génération.
1. Composants de support de plaquettes pour les procédés sous vide
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Plateaux, supports et socles en carbure de bore pour fours de recuit, d’oxydation et de diffusion à haute température. Leur faible dilatation thermique évite toute déformation sous haute température et assure un chauffage uniforme des plaquettes. Leur teneur extrêmement faible en métaux alcalins prévient la contamination des circuits intégrés. Compatibles avec les plaquettes de silicium, les substrats SiC et GaN.
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Les déflecteurs de positionnement et les pièces de guidage protègent les bords des plaquettes des rayures pendant le transport.
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Accessoires internes, supports et revêtements pour fours LPCVD et fours de diffusion. Résistants aux gaz de procédé corrosifs, notamment HCl, chlore et silane, ils stabilisent la précision du dopage.
2. Pièces d’équipement pour la gravure et le revêtement PVD/CVD
- Anneaux de focalisation, anneaux de bord et revêtements de chambre pour la gravure plasma sèche. Résistants au bombardement par plasma halogène et à la corrosion, ils assurent une uniformité de gravure stable et prolongent la durée de vie.
- Cibles de pulvérisation en carbure de bore : Déposer des films protecteurs sur les circuits, les dispositifs MEMS et les têtes magnétiques de disques durs pour améliorer la résistance à l’usure et les performances anticorrosion.
3. Abrasifs de rodage et de polissage de précision
La micropoudre de carbure de bore de haute pureté (800# à 5000#) est utilisée pour la finition miroir des substrats en carbure de silicium, saphir, AlN et GaN. Elle offre une grande efficacité de polissage sans contamination par les métaux lourds, améliorant ainsi le rendement d’épitaxie.
Les abrasifs liés au carbure de bore servent à dresser les meules diamantées et à rectifier les gabarits d’emballage.
4. Implantation ionique et composants anti-radiation
Les déflecteurs de faisceau, les ouvertures et les plaques de protection pour implanteurs ioniques résistent au bombardement d’ions de haute énergie et empêchent la contamination secondaire des plaquettes.
Des dispositifs en carbure de bore sont utilisés pour les tests de puces résistantes aux radiations.
5. Accessoires d’emballage pour semi-conducteurs
Les inserts de moule résistants à l’usure, les gabarits de découpe et les dispositifs de collage assurent la stabilité dimensionnelle lors de l’encapsulation à grande vitesse, réduisant ainsi l’écaillage et le décalage des plaquettes.
6. Capteurs haute température et gaines de thermocouple
Les manchons de puits thermométriques en carbure de bore résistent à des températures supérieures à 2 000 °C et aux gaz de procédé corrosifs pour la mesure de la température des fours. Ils servent également de substrats pour les capteurs de pression/température haute température.
7. Protection contre les rayonnements neutroniques
Les feuilles et blocs de carbure de bore assurent une protection contre les neutrons pour les laboratoires de rayonnement des semi-conducteurs et les ateliers d’irradiation des plaquettes, protégeant ainsi les plaquettes et les équipements de précision des dommages causés par les neutrons sans aucun sous-produit radioactif.
Principaux avantages
- Résistant à l’acide fluorhydrique, au plasma halogène et à la plupart des produits chimiques de traitement ;
- Une faible teneur en impuretés évite les défaillances électriques des puces causées par la pollution ionique ;
- La faible dilatation thermique garantit des dimensions de traitement stables à des températures extrêmes ;
- Une dureté élevée réduit le détachement des particules abrasives et les défauts particulaires sur les plaquettes.
Niveaux communs
Poudre de carbure de bore de haute pureté pour le frittage ; micropoudre à distribution étroite 1500#~5000# pour le polissage ; poudre enrichie en bore-10 pour la protection contre les radiations.