半导体用石墨块及其纯化方法、电子器件技术

技术编号:45748101 阅读:13 留言:0更新日期:2025-07-08 21:40
本发明专利技术提供一种半导体用石墨块及其纯化方法、电子器件,纯化方法包括:将等静压处理的石墨块以0.5‑1mm/min的速度浸入硝酸和硫酸按3:1比例配制的复合酸溶液中进行梯度升温化学处理;将处理后的石墨块置于高真空环境中进行三段式精确控温加热和程序控制降温;采用氩气等离子体和氦‑氩混合等离子体进行表面净化;在‑180℃至‑200℃的低温环境下通入高纯氦气进行循环深度纯化。本发明专利技术通过集成多维纯化技术,建立温和化学处理‑精确热力纯化‑低温氦气深度净化工艺体系,实现了石墨块纯度达99.9995%‑99.9999%,杂质含量低至1‑5ppb,满足5nm及以下工艺节点半导体制造需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料制备,特别是涉及一种半导体用石墨块及其纯化方法、电子器件。该方法适用于制备用于半导体晶圆制备、外延生长、离子注入等关键工艺环节的超高纯度石墨材料。


技术介绍

1、半导体工业是当代信息技术发展的基础,而高纯度石墨材料在半导体制造过程中扮演着不可替代的角色。石墨块凭借其优异的导热性、化学稳定性和高温耐受性,广泛应用于半导体晶圆制备、外延生长、离子注入等关键工艺环节。随着半导体制造工艺向7nm、5nm甚至更小节点发展,对石墨材料纯度的要求也不断提高,杂质含量需控制在ppb级别以下。

2、传统石墨块纯化方法主要包括酸洗、真空热处理等步骤。酸洗过程主要采用混合酸对石墨块进行浸泡处理,以去除金属杂质;随后通过高温(通常2500-2800℃)真空热处理,促使石墨内部剩余杂质挥发。然而,这些传统方法在满足当代半导体行业对超高纯度石墨材料的需求方面存在一系列技术瓶颈。

3、现有石墨块纯化技术存在以下关键技术问题:首先,酸洗过程容易造成石墨块结构损伤,影响其导热性能,降低石墨块的使用寿命和效率;其次,真空热处理温度控制不够精确,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,所述石墨块浸入所述复合酸溶液的速度为0.5-1mm/min,所述复合酸溶液由硝酸和硫酸按体积比3:1混合配制,酸液浓度为50-60%。

3.根据权利要求1或2所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,梯度升温化学处理包括:依次在40℃保持25-35分钟,在60℃保持40-50分钟,在80℃保持55-65分钟。

4.根据权利要求1所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,将所述初步去除表面和浅层杂质的石墨块置于高真空环境中,进行...

【技术特征摘要】

1.一种半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,所述石墨块浸入所述复合酸溶液的速度为0.5-1mm/min,所述复合酸溶液由硝酸和硫酸按体积比3:1混合配制,酸液浓度为50-60%。

3.根据权利要求1或2所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,梯度升温化学处理包括:依次在40℃保持25-35分钟,在60℃保持40-50分钟,在80℃保持55-65分钟。

4.根据权利要求1所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,将所述初步去除表面和浅层杂质的石墨块置于高真空环境中,进行三段式加热并在最高温度下保温预设时间,随后进行降温,包括:

5.根据权利要求4所述的半导体用石墨块的纯化方法,其特征在于,对所述石墨块进行降温包括:从2800℃降至2000℃,降温速率为2℃/min;从2000℃降至1500℃,降温速率为1℃/min;从1500℃降至室温,降温速率为3℃/m...

【专利技术属性】
技术研发人员:周宪聪吴玉祥温靖彦阙志豪
申请(专利权)人:江西欣荣锂电材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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