坩堝用高純度石英砂的要求及發展趨勢

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石英坩堝是不同尺寸的圓形坩堝形狀的石英玻璃製品。它們具有氣泡(內層)極少、二氧化矽純度極高、熔點高的優點。用於CZF製程拉製晶片和光伏產業所需的單晶矽棒。

在半導體產業中,石英坩堝對鹼金屬和過渡金屬的雜質含量有很高的要求。鹼金屬雜質會影響石英坩堝的熱性能,降低石英製品的耐溫性能,降低其熔點,使高溫性能變差;過渡金屬雜質會降低導電率,並縮短半導體的使用壽命。雜質含量高也會產生氣泡、色斑等缺陷,降低石英坩堝的透明度,嚴重時影響石英坩堝的成型。

為了提高生產效率、降低成本,朝向更大尺寸演進是半導體矽片製造技術的發展方向。矽片尺寸越大,單晶片上可以製造的晶片就越多,單晶片的成本也會隨之降低。同時,在圓形矽片上製作矩形晶片,會使矽片邊緣的一些區域無法使用,這必然會浪費一些矽片。矽片的尺寸越大,矽片邊緣的損耗就越小,有利於進一步降低晶片的成本。

半導體矽片不斷向更大尺寸方向發展,從最初的2英寸到現在的12英寸,未來還可能發展到18英寸,矽片可用面積比例將逐漸增大。這也促使矽單晶矽材料進一步朝向無缺陷、大尺寸、高均勻性和結構完整性方向發展。

未來,大尺寸矽片需求的持續成長將帶動半導體石英坩堝規模進一步成長。隨著8吋和12吋半導體矽片出貨量的持續成長,相應的24吋和32吋半導體石英坩堝的需求不斷增加。

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