A medida que los procesos de fabricación de semiconductores evolucionan hacia temperaturas más altas, mayor pureza y entornos de plasma más complejos, la estabilidad y la limpieza de los materiales dentro de los equipos se convierten en factores clave que afectan el rendimiento y la vida útil de los mismos. En este contexto, la aplicación de materiales de nitruro de boro (BN) y cerámica de nitruro de boro pirolítico (PBN) se está expandiendo gradualmente, pasando de componentes tradicionales resistentes a altas temperaturas a los niveles estructurales críticos de todo el sistema de proceso.
Recientemente, la demanda de aplicaciones sistemáticas de materiales cerámicos de BN en equipos de procesamiento avanzados como CVD, PVD y MOCVD ha aumentado continuamente, centrándose principalmente en estructuras de alta temperatura al vacío, protección del entorno de plasma, evaporación de alta pureza, crecimiento epitaxial y otros procesos clave.
01 Aplicaciones en equipos de deposición de películas PVD
En los equipos de deposición de películas PVD, los requisitos para la evaporación de metales a alta temperatura y el control de la pureza de la capa de película son extremadamente altos. Los materiales de BN, debido a sus características de baja humectabilidad con metales como el aluminio, el cobre y la plata, así como a su excelente resistencia al choque térmico, se utilizan actualmente de forma generalizada en los siguientes componentes clave:
—Aplicación de mejoras estructurales en crisoles de evaporación
—Aplicación de crisoles de BN en sistemas de evaporación de metales de alta pureza
—Diseño optimizado de pantallas térmicas y componentes de la estructura de aislamiento
—Ampliación de la aplicación de componentes de evaporación conductiva de BN reforzados con TiB₂
Este tipo de aplicación mejora eficazmente la estabilidad de la evaporación de metales y reduce significativamente el riesgo de contaminación del proceso.
02 Estructuras Clave Aplicadas en Sistemas de Reactores CVD
En los sistemas de reactores CVD y de plasma, el equipo está constantemente expuesto a atmósferas de reacción de alta temperatura y al bombardeo de plasma, lo que impone requisitos extremadamente exigentes al material de la cavidad del reactor. El material BN, debido a su excelente inercia química y baja emisión de partículas, se aplica principalmente en:
—Revestimiento del reactor y capa protectora estructural
—Boquilla de gas y componentes protectores de la estructura de dirección del flujo
—Componentes internos de soporte y posicionamiento del reactor
—Componentes estructurales de aislamiento y protección a altas temperaturas
Estas aplicaciones contribuyen a mejorar la estabilidad estructural del equipo en atmósferas químicas complejas y a reducir el riesgo de contaminación por partículas, garantizando así el rendimiento del procesamiento de obleas.
03 Aplicaciones de alta pureza en sistemas MOCVD y MBE
Durante el crecimiento epitaxial de materiales semiconductores de tercera generación (como GaN y SiC), se han impuesto requisitos extremadamente altos en cuanto a la pureza y limpieza de los materiales.
En base a esto, el material de nitruro de boro pirolítico (PBN) de nuestra empresa se ha aplicado en las siguientes direcciones:
—Crisoles de PBN de ultra alta pureza para el crecimiento de cristales
—Sistemas de contenedores para fuentes de evaporación MBE
—Estructuras de soporte de obleas para crecimiento epitaxial
—Componentes de aislamiento y soporte de alta pureza para la cámara de reacción
El material PBN se fabrica mediante un proceso de deposición química en fase vapor, logrando un contenido de impurezas extremadamente bajo y una excelente estabilidad al vacío, lo que lo hace adecuado para el entorno de procesos de epitaxia de semiconductores de alta gama.
En el futuro, a medida que los fabricantes de equipos aumenten los requisitos de estabilidad del proceso, vida útil y limpieza, la aplicación de materiales BN se expandirá gradualmente, pasando de simples crisoles o componentes estructurales a escenarios de proceso más sistemáticos, que abarcan sistemas de campo térmico, estructuras de protección de cavidades y componentes clave relacionados con los procesos de evaporación y deposición. Esta tendencia también refleja los mayores requisitos de integración del rendimiento del material impuestos por los equipos de proceso avanzados.
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