半导体真空腔体的应用

中国半导体真空腔体市场近几年快速发展,越来越多的公司也表达了进入芯片领域的兴趣.以存储芯片为例,以前中国国内存储芯片完全靠进口,今年福建晋华集成电路的内存生产线有望投产,另外长江存储科技公司也在建设内存和闪存芯片生产线.格力、康佳等传统家电企业也表示,将进入芯片领域.

据国际半导体设备与材料协会报告显示,中国目前正在天津、西安、北京、上海等16个地区打造25个FAB建设项目,福建晋华集成电路、长江存储科技公司等企业技术水平虽不及韩国,但均已投入芯片量产.报告预测,今年中国半导体设备市场规模有望达118亿美元,实现同比43.9%的增长,并且明年市场规模有望扩大至173亿美元,增长46.6%,成为大市场.而同一时期内韩国的半导体设备市场规模从179.6亿美元减少至163亿美元,减幅为9.2%.中国超越韩国成为全球很大半导体设备市场.

真空腔体加工的注意事项

真空腔体是保持内部为真空状态的容器，真空腔体加工要考虑容积、材质和形状。

超高真空系统主要采用不锈钢材质。其中300系列不锈钢(表1)是含Cr10%～20%的低碳钢，具有优良的抗腐蚀性、无磁性、焊接性好、导电率、放气率低和导热率低、能够在-270～900℃工作等优点，在高真空和超高真空系统中，应用较广。

为了减小腔体内壁的表面积，通常用喷砂或电解抛光的方式来获得平坦的表面。超高真空系统的腔体，更多的是利用电解抛光来进行表面处理。

影响真空绝缘水平的主要因素

电极资料

真空开关作业在10-2Pa以上的高真空，因为此刻气体分子十分稀疏，气体分子的碰撞游离对击穿已经不起效果，因而击穿电压表现出和电极资料有较强的相关性。

真空空隙的击穿电压跟着电极资料的不同而不同，研究者发现击穿电压和资料的硬度与机械强度有关。一般来说，硬度和机械强度较高的资料，往往有较高的绝缘强度。比如，钢电极在淬火后硬度进步，其击穿电压较淬火前可进步80%。

此外，击穿电压还和阴极资料的物理常数如熔点、比热和密度等正相关，即熔点较高的资料其击穿电压也较高。比照热和密度而言亦然。这一问题的实质是在相同热能的效果下，资料发作熔化的概率越大，则击穿电压越低。

真空腔体制造技术

提供专用设备腔的定制服务，腔体的外形和开口可以根据用户要求进行设计。

表面分析腔有通用腔体，用户也可以在通用腔体的基础上进行自定义设计。

手套箱和焊接箱专用于熔炼或焊接钛、锌等对易在大气中氧化的材料。

真空密封颈是基板和钟形罩之间的过渡组件，它可以提供额外的高度和更多的自由端口。

装载锁定室是建在主腔体上的小腔体，可在不破坏主腔体真空度的条件下，将样本、晶片或其他组件从外部大气环境移动到内部高真空环境中。

真空腔体可以按照真空度进行分类，包括粗或低真空度(< 760, > 1 torr)，中真空度(< 1, >10-3 torr)，高真空度(< 10-3, >10-8 torr)，超高真空度(< 10-8 torr)，以及非真空的高压力 (> 760 torr)。半导体真空腔体制造技术真空腔体在薄膜涂层、微电子、光学器件和材料制造中，是一种能适应高真空环境的特殊容器。真空腔的宽度和外径等常规尺寸是非常重要的参数。标准钟形罩或柱形腔体的可选直径是12英寸，14英寸，18英寸和24英寸。

真空腔体或者真空组件的可选项包括法兰、装配形式、表面抛光或电抛光、开口或传导口，加热器和冷却方式等。

Ferrotec在真空中制造中的解决方案

使用磁流体密封件作为在旋转过程中真空解决方案。磁流体密封件可以隔绝大气和污染物。

制备的石英用来制造视口及配件等组件，石英在许多其他加工工艺中也有使用。

真空镀膜可选Ferrotec的PVD电子束蒸发系统。

如需了解更多真空环境下的制造信息，请参考真空工业界的资料。

复杂的真空腔体通常需要定制，即针对应用终端进行专门的设计和制作。扣板式加热板的表面是镜面的不锈钢板,在平整度上比直接由真空腔体壁抛光更有优势,更利于进行热辐射传导热量。某些常见的真空腔体已经过预先设计，如手套箱、焊接室、脱气箱、表面分析真空腔等。例如脱气箱和手套箱一般采用低真空环境，可用于焊接，或用于塑料制品、复合材料层压板、封装组件等的脱气。