Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda niobiy qayta ishlangan qismlarning asosiy qo'llanilishi va qiymati

Yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda gofretni issiqlik bilan ishlov berish, ion implantatsiyasidan keyin tavlanish va diffuziya kabi jarayonlar ko'pincha 800 daraja -1200 daraja yoki undan yuqori haroratlarda bajarilishi kerak va gofretni joylashtirish aniqligi va atrof-muhit tozaligi uchun deyarli qat'iy talablarga ega. An'anaviy zanglamaydigan po'lat va keramika materiallari deformatsiyaga moyil bo'lib, yuqori haroratlarda iflosliklarni chiqaradi, bu esa yuqori darajadagi ishlab chiqarish jarayonlarining ehtiyojlariga moslashishni qiyinlashtiradi. Niobiy ishlangan qismlar bu og'riqli nuqtani mukammal tarzda hal qiladi.

Niobiyning erish nuqtasi 2468 darajaga etadi va u hali ham yuqori haroratlarda mukammal strukturaviy kuch va juda past termal kengayish koeffitsientini (taxminan 7,3 × 10⁻⁶/ daraja) saqlab qolishi mumkin, ya'ni niobiydan yasalgan V-yivli gofret qisqichi sezilarli darajada deformatsiyaga uchramaydi va deformatsiyaga uchramaydi. yuqori -harorat davrlari. V{6}}shaklidagi truba strukturasi gofret chetiga toʻgʻri mos kelishi, mikron{7}}darajadagi joylashish aniqligiga erishish va yuqori harorat jarayonlarida gofretning egilishi natijasida yuzaga keladigan notekis qizib ketishning oldini oladi, shu bilan gofret yuzasini doping, oksidlanish va boshqa jarayonlarning bir xilligini taʼminlaydi. Shu bilan birga, niobiy yuqori haroratlarda kimyoviy jihatdan barqaror va kremniy, kislorod yoki ko'pchilik texnologik gazlar bilan reaksiyaga kirishmaydi. U gofret yuzasiga metall aralashmalarini chiqarmaydi, bu jarayonning ifloslanish xavfini sezilarli darajada kamaytiradi. U yuqori haroratli diffuziyali pechlar va tezkor termik ishlov berish (RTP) uskunalarida gofretni yuklash va joylashtirishning asosiy komponentiga aylandi.

Yarimo'tkazgich chiplarini ishlab chiqarish jarayonida naqsh o'tkazish va plyonka o'sishiga erishishda quruq qirqish, fizik bug 'cho'kishi (PVD), kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD) va boshqalar kabi plazma jarayonlari asosiy bo'g'indir. Ushbu turdagi jarayon yuqori-energiyali plazma muhitiga tayanadi. Kamera ichidagi komponentlar nafaqat plazmaning uzluksiz bombardimoniga bardosh berishi, balki gofretni ifloslantirish uchun nopoklik ionlarining chiqarilishiga yo'l qo'ymaslik bilan birga, ftor-va xlor{5}}asosidagi korroziv texnologik gazlarning eroziyasiga ham bardosh berishi kerak.

Niobiyning ftor va xlor plazmasiga korroziyaga chidamliligi zanglamaydigan po'lat va alyuminiy qotishmalari kabi an'anaviy materiallardan ancha ustundir. U plazma muhitida korroziyaga va chayqalishlarga samarali qarshilik ko'rsatishi va komponentlarning yo'qolishi natijasida yuzaga keladigan zarrachalar ifloslanishini kamaytirishi mumkin. Shuning uchun, niobiy qayta ishlangan qismlar ko'pincha kamerada elektrod tayanchlari, plazma qalqonlari, chekka halqa komponentlari va boshqalar sifatida ishlatiladi. Bir tomondan, bu komponentlar kamerada elektr maydoni va havo oqimining taqsimlanishini optimallashtirishi, plazmaning bir xilligini yaxshilashi va shu bilan o'rnatish va cho'kish jarayonlarining izchilligini ta'minlashi mumkin; boshqa tomondan, niobiyning past püskürtme tezligi xarakteristikalari metall aralashmalarining gofret yuzasiga migratsiyasini sezilarli darajada kamaytirishi, plyonka nuqsonlarini kamaytirishi va ilg'or texnologik chiplarning hosildorligini kafolatlashi mumkin. Bundan tashqari, niobiy materialining yuqori vakuumga mosligi uning yuqori vakuum kamerasi muhitida juda past gaz chiqarish tezligiga ega bo'lishiga imkon beradi. Chiqarilgan gaz kameraning vakuum darajasiga ta'sir qilmaydi, bu plazma jarayonining barqaror ishlashini ta'minlaydi.

Supero'tkazuvchi kvant qurilmalari, past haroratli CMOS va past-harorat detektorlari kabi ilg'or yarimo'tkazgich texnologiyalari- rivojlanishi bilan jarayon muhiti juda past haroratlar va yuqori vakuumgacha cho'zilib, komponent materiallarining past haroratdagi ishlashiga yangi muammolarni keltirib chiqaradi. Niobiyning o'ta o'tkazuvchan kritik harorati taxminan 9,2K ni tashkil qiladi. Suyuq geliy harorati oralig'ida (4,2K) ajoyib supero'tkazuvchanlik xususiyatlarini ko'rsatishi mumkin. Shu bilan birga, u hali ham juda past haroratli muhitda mo'rt sinish xavfisiz yaxshi mexanik xususiyatlarni saqlab qolishi mumkin, bu esa uni past haroratli yarimo'tkazgichli texnologik uskunalar uchun ideal materialga aylantiradi.

Supero'tkazuvchi kvant qurilmalarini tayyorlash va sinovdan o'tkazishda niobiydan ishlangan qismlar ko'pincha past haroratli kameralarda mahkamlash qismlari, issiqlik o'tkazuvchi qismlar va elektrod komponentlari sifatida ishlatiladi. Uning barqaror past haroratli o'lchovli xarakteristikalari qurilma va kameraning aniq joylashishini saqlab, haroratning qayta-qayta ko'tarilishi va sovutish jarayonlarida komponentlarning deformatsiyalanmasligini ta'minlaydi; juda past gaz chiqarish tezligi past haroratli muhitda gazning adsorbsiyasi va chiqishini oldini oladi va kamerada yuqori vakuumni ta'minlaydi. Shu bilan birga, niobiy supero'tkazuvchi komponentlar past haroratli muhitda energiya yo'qotilishini kamaytirishi, qurilmaning signal uzatish samaradorligini oshirishi va o'ta o'tkazuvchan yarimo'tkazgich texnologiyasini tadqiq qilish va ishlab chiqish va ommaviy ishlab chiqarish uchun asosiy yordamni taqdim etishi mumkin.