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在講究高純度、高穩定性的半導體製程中,材料不只是零件的基礎,更是左右製程良率與設備壽命的關鍵。隨著製程技術不斷演進,越來越多製造商開始選擇以氧化鋁陶瓷(Alumina, Al₂O₃)作為設備零組件的主要用材。

一、半導體產業為什麼重視「材料選擇」?

半導體製程對材料的要求極高,包括耐高溫、抗腐蝕、電性穩定、無金屬汙染、微粒控制等。若零件材質不穩定,容易因熱變形、化學侵蝕或靜電破壞而導致晶圓缺陷,造成良率下降與產線停擺。
氧化鋁陶瓷因其物性表現穩定、加工成熟、成本相對適中,成為半導體陶瓷指定的材料之一。不論是蝕刻腔體、加熱平台、絕緣支架或導氣環等部件,氧化鋁幾乎已成為標準選項。

二、氧化鋁陶瓷的5大關鍵特性

1. 絕緣性佳
氧化鋁為天然絕緣體,能有效抑制漏電、靜電釋放(ESD)或電場干擾,特別適合用於電極座、感測器外殼、隔離環等部位。

2. 耐高溫性能出色
高純度氧化鋁的熔點達 2000°C,可長時間工作於800~1600°C區間的真空與加熱環境,廣泛應用於susceptor、反應腔結構、熱障隔層等高溫部件。

3. 抗化學腐蝕能力強
具備極佳的抗酸鹼、抗電漿侵蝕能力,在電漿蝕刻、清洗、鍍膜等製程中表現穩定,不會釋放微粒或造成二次汙染。

4. 高硬度與機械強度
莫氏硬度高達9,抗磨損與抗裂性優異,適合作為常需承受機械應力或精密定位的結構件,如導向環、真空吸盤座、隔熱墊片、陶瓷棒等。

5. 尺寸穩定、熱膨脹低
熱膨脹係數低,長時間高溫使用也不易產生尺寸偏移,可維持設備幾何精度與穩定性,提升整體製程一致性。

三、實際應用場景:氧化鋁陶瓷在哪些半導體部件發揮作用?

氧化鋁陶瓷在半導體設備中用途廣泛,包括但不限於:
  • 腔體內襯與絕緣環:兼具抗電漿與絕緣功能,是蝕刻腔體與電極間的重要隔離材料。
  • Susceptor 結構:耐高溫、導熱穩定,常見於 CVD、ALD 設備中的加熱平台。
  • 絕緣支架、導氣座:在真空環境中維持穩定結構,抗變形且不釋放氣體或微粒。
  • Sensor保護殼、測量固定架:保障感測元件穩定運作,避免靜電或溫差造成損壞。

這些部件原本常使用金屬或石英製作,但隨著製程尺寸縮小與良率要求提升,氧化鋁陶瓷展現出更長的壽命與更穩定的性能,逐漸成為標配材料。

四、為什麼選擇全富奈米的氧化鋁陶瓷?

全富奈米擁有多年深耕陶瓷加工的經驗,針對半導體產線需求,我們提供:

多種純度選項:可供應 96%、99%、99.5%、99.7% 高純度氧化鋁,對應不同設備與成本條件。
精密加工能力:能實現複雜幾何、微小孔洞、嚴格公差控制,並配合真空、絕緣、耐熱等多重需求。
穩定供貨與小量打樣服務:協助工程與採購端先驗證效能再進入量產階段。

如果您的設備製程面臨穩定性挑戰或正在尋求可靠替代材料,全富奈米的氧化鋁陶瓷將是值得信賴的選擇。歡迎聯繫我們,取得樣品與專業建議。

常見問題 FAQ

Q1:氧化鋁陶瓷與石英零件有什麼不同?
A:氧化鋁陶瓷在耐高溫、耐腐蝕、抗磨損上明顯優於石英,適用於更嚴苛的製程條件,且更不易產生熱裂或變形。

Q2:是否所有氧化鋁陶瓷純度都適合半導體應用?
A:並非如此。高純度(99% 以上)氧化鋁才適用於高潔淨與高溫應用,需依設備與製程條件選擇對應等級。

Q3:氧化鋁陶瓷可以取代金屬零件嗎?
A:在需絕緣、防腐蝕、抗熱變形的條件下可替代金屬,但若為結構強度與導電導熱應用,仍需評估是否適合。

Q4:全富奈米能提供少量客製與加工服務嗎?
A:可以,我們接受小量打樣與非標件加工,適合新產品開案與實驗階段測試。

Q5:全富提供哪些氧化鋁陶瓷加工能力?
A:包含高精密CNC加工、薄壁處理、孔洞鑽削、表面拋光與金屬化處理,並可依需求搭配後製封裝。
 
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