Čo je to keramický čln z karbidu kremíka (SiC)?

V polovodičových vysokoteplotných procesoch sa manipulácia, podpora a tepelné spracovanie doštičiek spolieha na špeciálny podporný komponent - doštičkový čln. Ako stúpajú procesné teploty a zvyšujú sa požiadavky na čistotu a kontrolu častíc, tradičné kremenné člny postupne odhaľujú problémy, ako je krátka životnosť, vysoká miera deformácie a slabá odolnosť proti korózii.Keramické doštičky z karbidu kremíka (SiC).sa objavili v tejto súvislosti a stali sa kľúčovým nosičom špičkových zariadení na tepelné spracovanie.

Karbid kremíka (SiC) je technický keramický materiál, ktorý kombinuje vysokú tvrdosť, vysokú tepelnú vodivosť a vynikajúcu chemickú stabilitu. SiC keramika, vytvorená vysokoteplotným spekaním, vykazuje nielen vynikajúcu odolnosť proti tepelným šokom, ale tiež si zachováva stabilnú štruktúru a veľkosť v oxidačnom a korozívnom prostredí. Výsledkom je, že keď je vyrobený vo forme plátku, môže spoľahlivo podporovať vysokoteplotné procesy, ako je difúzia, žíhanie a oxidácia, vďaka čomu je obzvlášť vhodný pre tepelné procesy fungujúce pri teplotách nad 1100 °C.

Štruktúra oblátkových člnov je zvyčajne navrhnutá s viacvrstvovou, paralelnou mriežkovou konfiguráciou, schopnou pojať desiatky alebo dokonca stovky oblátok súčasne. Výhody SiC keramiky pri riadení koeficientov tepelnej rozťažnosti spôsobujú, že sú menej náchylné na tepelnú deformáciu alebo mikrotrhlinky počas vysokoteplotných procesov nábehu a dobehu. Okrem toho je možné prísne kontrolovať obsah kovových nečistôt, čím sa výrazne znižuje riziko kontaminácie pri vysokých teplotách. Vďaka tomu sú veľmi vhodné pre procesy, ktoré sú mimoriadne citlivé na čistotu, ako je výroba energetických zariadení, SiC MOSFET, MEMS a iných produktov.

V porovnaní s tradičnými člnmi z kremenných plátkov majú keramické plátkové člny z karbidu kremíka zvyčajne životnosť 3- až 5-krát dlhšiu pri vysokej teplote a v podmienkach častého tepelného cyklovania. Ich vyššia tuhosť a odolnosť voči deformácii umožňujú stabilnejšie zarovnanie plátkov, čo pomáha zlepšiť výťažok. Ešte dôležitejšie je, že materiály SiC si zachovávajú minimálne zmeny rozmerov počas častých cyklov zahrievania a chladenia, čím sa znižuje odlupovanie okrajov plátku alebo odlupovanie častíc spôsobené deformáciou plátku.

Pokiaľ ide o výrobu, doštičky z karbidu kremíka sa zvyčajne vyrábajú pomocou reakčného spekania (RBSiC), hustého spekania (SSiC) alebo spekania s pomocou tlaku. Niektoré špičkové produkty tiež využívajú presné CNC obrábanie a leštenie povrchu, aby splnili požiadavky na presnosť na úrovni plátkov. Technické rozdiely v riadení receptúry, v riadení nečistôt a v procesoch spekania medzi rôznymi výrobcami priamo ovplyvňujú konečný výkon oblátkových člnov.

V priemyselných aplikáciách sa keramické doštičky z karbidu kremíka postupne stávajú preferovanou voľbou pre špičkových výrobcov zariadení v procesoch tepelného spracovania, od tradičných kremíkových zariadení po polovodičové materiály tretej generácie. Sú vhodné nielen pre rôzne zariadenia na tepelné spracovanie, ako sú vertikálne rúrkové pece a horizontálne oxidačné pece, ale ich stabilný výkon vo vysokoteplotnom, vysokokorozívnom prostredí poskytuje aj silnejšie záruky konzistencie procesu a kapacity zariadenia.

Postupná popularizácia keramických doštičiek z karbidu kremíka znamená zrýchlenie pokročilých keramických materiálov prenikajúcich do podporných komponentov jadra polovodičových zariadení. V porovnaní s tradičnými kremennými materiálmi poskytujú ich výhody v oblasti stability pri vysokých teplotách, štrukturálnej tuhosti a odolnosti voči tepelnej únave spoľahlivý materiálový základ pre pokračujúci vývoj vyšších teplôt a prísnejších procesných okien. V súčasnosti sú 6-palcové a 8-palcové keramické doštičky z karbidu kremíka široko používané v procesoch hromadnej výroby tepelných úprav energetických zariadení v polovodičovom priemysle. 12-palcová špecifikácia sa postupne zavádza do špičkových procesov a pokročilých výrobných liniek a stáva sa dôležitým smerom pre ďalšiu fázu spolupráce zariadení a materiálov. Zároveň 2-4 palcové plátkové člny naďalej zohrávajú úlohu vo výskumných platformách a špecifických procesných scenároch, ako je spracovanie substrátu LED a overenie procesu. Keramické plátkové člny z karbidu kremíka preukážu väčšie výhody v stabilite, riadení veľkosti a kapacite plátkov, čo poháňa neustály vývoj súvisiacich technológií keramických materiálov.