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陶瓷与半导体的关系:支撑高科技发展的“隐形功臣”

摘要

在半导体产业中,我们常听到的关键词是芯片、硅片、光刻机,但鲜有人知道——精密陶瓷在其中扮演着至关重要的角色。它不是主角,却是整个制造体系中最坚实的支撑者。从晶圆加工到设备零部件,陶瓷以其绝缘、耐高温、耐腐蚀、高精度等特性,成为半导体制造不可或缺的基础材料。

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一、陶瓷为何能进入半导体领域?

半导体生产过程要求极高的洁净度与稳定性。金属件易产生微粒污染,塑料件无法承受高温与等离子体腐蚀,而精密陶瓷材料(如氧化铝、氧化锆、氮化硅、氮化铝)则完美填补了这一空白。

陶瓷材料的核心特性包括:

  • 高绝缘性:防止电流泄漏,确保信号稳定传输;

  • 耐高温性:在超过1600℃(氧化铝陶瓷)的环境中仍能保持结构强度;

  • 耐腐蚀性:抵御化学刻蚀气体与等离子体侵蚀;

  • 高纯度与低析出:避免对晶圆造成二次污染;

  • 高尺寸精度:满足纳米级工艺的设备装配需求。

二、陶瓷在半导体制造中的关键应用

在半导体设备与生产工序中,陶瓷件几乎无处不在:

应用环节 陶瓷部件 材料类型
晶圆载具、托盘 氮化铝、氧化铝陶瓷 高导热、绝缘
刻蚀/沉积腔体内衬 氮化硅、氧化铝陶瓷 耐等离子体腐蚀
真空吸盘(Chuck) 氧化铝、氮化铝陶瓷 稳定平整、耐磨
静电吸附台(ESC) 氮化铝陶瓷 导热性能优异
测温、绝缘支架 氧化铝陶瓷 电绝缘与耐温性好
导向、密封、隔热结构件 氧化锆陶瓷 高强度与韧性

可以说,从设备核心部件到辅助配件,精密陶瓷是半导体设备可靠运行的“结构基石”

三、陶瓷与半导体的“深度绑定”

随着芯片制造工艺从28nm、7nm走向3nm甚至更先进节点,对设备耐用性、洁净度与热管理性能的要求更高,这也让陶瓷材料不断进化:

  • 高纯氧化铝陶瓷:纯度≥99.9%,满足超净真空腔体使用要求;

  • 高导热氮化铝陶瓷:导热系数高达170–280W/m·K,助力热控制系统优化;

  • 高韧性氧化锆陶瓷:用于机械运动部件与精密夹持结构;

  • 氮化硅陶瓷:兼具高强度与低热膨胀率,适用于复杂工况。

四、海德精密陶瓷 —— 半导体设备用陶瓷部件专业制造商

深圳市海德精密陶瓷有限公司深耕工业陶瓷领域二十余年,专注于非标定制陶瓷结构件的研发与加工。
公司严格执行 ISO9001:2015 质量体系,拥有高精度数控磨削、激光切割、CNC加工与真空烧结工艺,为半导体行业客户提供从材料选型、结构优化到批量加工的一体化解决方案。

主要服务领域:

  • 半导体设备陶瓷绝缘件、导向件、吸盘基座

  • 真空腔体内衬、载具托盘、密封隔热件

  • 来料来图来样精密加工

合作优势:

  • 5000+ 客户案例验证

  • 自有万平厂房,交期可控

  • 技术工程师团队提供材料方案优化

✳️ 结语

半导体技术的发展离不开陶瓷材料的支撑。
从“隐形配角”到“关键支柱”,精密陶瓷正悄然推动着芯片制造的每一次突破。
而海德精密陶瓷,也将继续以高性能陶瓷部件助力半导体行业的持续创新与可靠运行。