Lode s doštičkami z karbidu kremíka: „neviditeľní strážcovia doštičiek“ v polovodiči

Pri výrobe polovodičov oxidácia zahŕňa umiestnenie plátku do prostredia s vysokou teplotou, kde kyslík prúdi cez povrch plátku a vytvára vrstvu oxidu. To chráni doštičku pred chemickými nečistotami, zabraňuje prenikaniu zvodového prúdu do obvodov, zabraňuje difúzii počas implantácie iónov a zabraňuje skĺznutiu plátku počas leptania, čím sa na povrchu doštičky vytvorí ochranný film. Zariadenie použité v tomto kroku je oxidačná pec. Hlavné komponenty v reakčnej komore zahŕňajú doštičkový čln, základňu, vložkové rúry pece, vnútorné rúry pece a tepelne izolačné usmerňovače. V dôsledku vysokej prevádzkovej teploty sú tiež vysoké požiadavky na výkon komponentov v reakčnej komore.

Oblátkový čln sa používa ako nosič na prepravu a spracovanie oblátok. Mal by mať výhody ako vysoká integrácia, vysoká spoľahlivosť, antistatické vlastnosti, odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti deformácii, dobrá stabilita a dlhá životnosť. Keďže teplota oxidácie plátku je približne medzi 800 ℃ a 1300 ℃ a požiadavky na obsah kovových nečistôt v životnom prostredí sú mimoriadne prísne, kľúčové komponenty, ako je napríklad čln, musia mať nielen vynikajúce tepelné, mechanické a chemické vlastnosti, ale aj extrémne nízky obsah kovových nečistôt.

Na základe substrátu možno člny s oblátkami klasifikovať ako člny z kremenného kryštálu,keramika z karbidu kremíkas napredovaním procesných uzlov pod 7 nm a rozširovaním vysokoteplotných procesných okien sa tradičné kremenné člny postupne stávajú nedostatočnými z hľadiska tepelnej stability, kontroly častíc a riadenia životnosti. Lode z karbidu kremíka (SiC lode) postupne nahrádzajú tradičné kremenné riešenia.

Prečo?Karbid kremíka?

1. Stabilita pri vysokej teplote

Najvýraznejšou výhodou SiC člnov je stabilita pri vysokej teplote. Nevykazujú prakticky žiadnu deformáciu ani priehyb ani pri extrémne vysokých teplotách (> 1300 °C), pričom si zachovávajú presné umiestnenie štrbiny plátku po dlhú dobu.

2. Ultra dlhá životnosť

Jedna loď sa môže pochváliť vysokou nosnosťou, ktorá je schopná súčasne uniesť desiatky až stovky 12-palcových plátkov. V porovnaní s tradičnými kremennými člnmi ponúkajú člny SiC priemernú životnosť 5-10 krát dlhšiu, čím sa znižuje frekvencia výmeny zariadení a celkové náklady na vlastníctvo.

3. Čistý povrch a extrémne nízka kontaminácia

Vysoká čistota materiálu a extrémne nízky obsah kovových nečistôt zabraňujú sekundárnej kontaminácii kremíkových plátkov. Vynikajúca kontrola drsnosti povrchu s Ra pod 0,1 μm potláča uvoľňovanie častíc a spĺňa požiadavky na čistotu pokročilých procesov.

4. Vhodné pre ultra-vysokoteplotné procesy

Pre procesy vyžadujúce teploty nad 1200 °C (ako sú niektoré špecializované procesy oxidácie hrubých vrstiev, výroba zariadení SiC alebo procesy plnenia hlbokých výkopov) sú člny SiC nenahraditeľnou voľbou.

Aplikácie zLode z karbidu kremíka

Výroba polovodičov

Vo vysokoteplotných procesoch výroby čipov, ako je oxidácia, difúzia, chemická depozícia z pár (CVD) a implantácia iónov, sa člny z karbidu kremíka používajú na podopretie kremíkových plátkov, čím sa zabezpečuje ich rovinnosť pri vysokých teplotách a zabraňujú sa nesprávnemu nastaveniu mriežky alebo deformácii spôsobenej tepelným namáhaním, čím sa zaručuje presnosť a výkon čipu.

Fotovoltický priemysel

Keramika z karbidu kremíkamajú vynikajúcu mechanickú pevnosť, tepelnú stabilitu, odolnosť voči vysokým teplotám, odolnosť proti oxidácii, odolnosť proti tepelným šokom a odolnosť proti chemickej korózii, vďaka čomu sú široko používané v populárnych oblastiach, ako je metalurgia, strojárstvo, nová energia a chemikálie stavebných materiálov. Ich výkon je dostatočný aj pre tepelné procesy vo fotovoltaickej výrobe, ako je difúzia, LPCVD (nízkotlaková chemická depozícia) a PECVD (plazmová chemická depozícia z pár) pre články TOPcon. V porovnaní s tradičnými kremennými materiálmi ponúkajú keramické materiály z karbidu kremíka používané na výrobu podpier lodí, malých člnov a rúrkových výrobkov vyššiu pevnosť, lepšiu tepelnú stabilitu a nedochádza k deformácii pri vysokých teplotách. Ich životnosť je tiež viac ako päťkrát dlhšia ako v prípade kremeňa, čo výrazne znižuje prevádzkové náklady a straty energie v dôsledku prestojov pri údržbe. Výsledkom je jasná nákladová výhoda a suroviny sú široko dostupné.

Polovodiče tretej generácie

V reakčnej komore kov-organická chemická depozícia z plynnej fázy (MOCVD) sa člny z karbidu kremíka používajú na podporu zafírových substrátov, ktoré odolávajú korozívnym plynným prostrediam, ako je amoniak (NH3), podporujú epitaxiálny rast polovodičových materiálov tretej generácie, ako je nitrid gália (GaN), a zlepšujú účinnosť svietivosti LED čipov. Pri raste monokryštálov karbidu kremíka slúžia člny karbidu kremíka ako podpery očkovacích kryštálov v rastových peciach karbidu kremíka, ktoré odolávajú vysokoteplotnému korozívnemu prostrediu roztaveného kremíka, poskytujú stabilnú podporu pre rast monokryštálov karbidu kremíka a podporujú prípravu vysokokvalitných monokryštálov karbidu kremíka.

Trendy vývoja člnov z karbidu kremíka

Pokiaľ ide o trh, podľa údajov SEMI je veľkosť celosvetového trhu lodí s plátkami približne 1,4 miliardy USD v roku 2025 a predpokladá sa, že do roku 2028 dosiahne 1,8 miliardy USD. Za predpokladu 20% miery prieniku karbidu kremíka a tretinového podielu na trhu v Číne (údaje od China Semiconductor Industry Association by boli 84 miliónov USD), veľkosť čínskeho trhu by bola 64 miliónov USD.

Technologicky má karbid kremíka vyšší koeficient tepelnej rozťažnosti ako kremeň, vďaka čomu je pri aplikáciách náchylnejší na praskanie. Preto sa vo výrobe presadzuje integrovaná technológia formovania, aby sa znížili švy a znížilo sa riziko odlupovania častíc. Okrem toho optimalizácia konštrukcie zubovej drážky člna s oblátkami v kombinácii s technológiami päťosového obrábania a rezania drôtom zaisťuje presnosť a plynulosť manipulácie s plátkami.

Semicorex ponúka vysokú kvalituLode z karbidu kremíka. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com