Lodě z karbidu křemíku: „neviditelní strážci plátků“ v Semiconductor

Při výrobě polovodičů oxidace zahrnuje umístění destičky do prostředí s vysokou teplotou, kde kyslík proudí přes povrch destičky a vytváří vrstvu oxidu. To chrání destičku před chemickými nečistotami, zabraňuje pronikání svodového proudu do obvodu, zabraňuje difúzi během implantace iontů a zabraňuje sklouznutí destičky během leptání, čímž se na povrchu destičky vytvoří ochranný film. Zařízení použité v tomto kroku je oxidační pec. Hlavní součásti v reakční komoře zahrnují oplatkový člun, základnu, vložkové trubky pece, vnitřní trubky pece a tepelně izolační přepážky. Vzhledem k vysoké provozní teplotě jsou také vysoké požadavky na výkon komponent v reakční komoře.

Oplatkový člun se používá jako nosič pro přepravu a zpracování oplatek. Měl by mít výhody, jako je vysoká integrace, vysoká spolehlivost, antistatické vlastnosti, vysoká teplotní odolnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti deformaci, dobrá stabilita a dlouhá životnost. Protože teplota oxidace plátků je přibližně mezi 800 ℃ a 1300 ℃ a požadavky na obsah kovových nečistot v životním prostředí jsou extrémně přísné, klíčové komponenty, jako je oplatkový člun, musí mít nejen vynikající tepelné, mechanické a chemické vlastnosti, ale také extrémně nízký obsah kovových nečistot.

Na základě substrátu lze oplatkové čluny klasifikovat jako čluny z křemenných krystalů,keramika z karbidu křemíkuwaferové čluny atd. Avšak s pokrokem procesních uzlů pod 7nm a rozšířením vysokoteplotních procesních oken se tradiční quartzové čluny postupně stávají nedostačujícími z hlediska tepelné stability, kontroly částic a řízení životnosti. Lodě z karbidu křemíku (SiC lodě) postupně nahrazují tradiční křemenná řešení.

PročKarbid křemíku?

1. Vysokoteplotní stabilita

Nejvýraznější výhodou SiC člunů je stabilita při vysoké teplotě. Nevykazují prakticky žádnou deformaci nebo prohýbání ani při extrémně vysokých teplotách (>1300 °C), přičemž zachovávají přesné umístění štěrbiny plátků po dlouhou dobu.

2. Ultra dlouhá životnost

Jedna loď se může pochlubit vysokou nosností, která je schopna nést desítky až stovky 12palcových plátků současně. Ve srovnání s tradičními quartzovými čluny nabízejí čluny SiC průměrnou životnost 5-10krát delší, což snižuje frekvenci výměny zařízení a celkové náklady na vlastnictví.

3. Čistý povrch a extrémně nízká kontaminace

Vysoká čistota materiálu a extrémně nízký obsah kovových nečistot zabraňují sekundární kontaminaci křemíkových plátků. Vynikající kontrola drsnosti povrchu s Ra pod 0,1 μm potlačuje uvolňování částic a splňuje požadavky na čistotu pokročilých procesů.

4. Vhodné pro ultravysokoteplotní procesy

Pro procesy vyžadující teploty nad 1200 °C (jako jsou některé specializované procesy oxidace tlustých vrstev, výroba zařízení SiC nebo procesy plnění hlubokých příkopů) jsou čluny SiC nenahraditelnou volbou.

Aplikace zLodě z karbidu křemíku

Výroba polovodičů

Ve vysokoteplotních procesech výroby čipů, jako je oxidace, difúze, chemická depozice z par (CVD) a implantace iontů, se čluny z karbidu křemíku používají k podepření křemíkových plátků, zajišťují jejich plochost při vysokých teplotách a zabraňují vychýlení mřížky nebo deformaci způsobené tepelným namáháním, čímž je zaručena přesnost a výkon čipu.

Fotovoltaický průmysl

Keramika z karbidu křemíkumají vynikající mechanickou pevnost, tepelnou stabilitu, odolnost proti vysokým teplotám, odolnost proti oxidaci, odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti chemické korozi, díky čemuž jsou široce používány v populárních oborech, jako je metalurgie, strojírenství, nová energetika a chemikálie pro stavební materiály. Jejich výkon je dostatečný i pro tepelné procesy ve fotovoltaické výrobě, jako je difúze, LPCVD (nízkotlaká chemická depozice) a PECVD (plazmová chemická depozice z plynné fáze) pro články TOPcon. Ve srovnání s tradičními křemennými materiály nabízejí keramické materiály z karbidu křemíku používané k výrobě lodních podpěr, malých lodí a trubkových výrobků vyšší pevnost, lepší tepelnou stabilitu a nedochází k deformaci při vysokých teplotách. Jejich životnost je také více než pětkrát delší než u křemene, což výrazně snižuje provozní náklady a energetické ztráty způsobené prostoji při údržbě. Výsledkem je jasná výhoda nákladů a suroviny jsou široce dostupné.

Polovodiče třetí generace

V reakční komoře kov-organická chemická depozice z plynné fáze (MOCVD) se k podpoře safírových substrátů používají čluny z karbidu křemíku, které odolávají prostředí korozních plynů, jako je amoniak (NH3), podporují epitaxní růst polovodičových materiálů třetí generace, jako je nitrid galia (GaN), a zlepšují účinnost svítivosti LED čipů. Při růstu monokrystalů karbidu křemíku slouží čluny karbidu křemíku jako nosiče očkovacích krystalů v pecích pro růst monokrystalů karbidu křemíku, které odolávají vysokoteplotnímu korozivnímu prostředí roztaveného křemíku, poskytují stabilní podporu pro růst monokrystalů karbidu křemíku a podporují přípravu vysoce kvalitních monokrystalů karbidu křemíku.

Trendy vývoje člunů z karbidů křemíku

Pokud jde o trh, podle údajů SEMI je velikost globálního trhu s čluny s destičkami přibližně 1,4 miliardy USD v roce 2025 a předpokládá se, že do roku 2028 dosáhne 1,8 miliardy USD. Za předpokladu 20% míry pronikání karbidu křemíku a třetinového podílu na trhu v Číně (údaje od China Semiconductor Industry Association by byla velikost 64 milionů USD a 67 milionů USD v tomto pořadí).

Technologicky má karbid křemíku vyšší koeficient tepelné roztažnosti než křemen, díky čemuž je při aplikacích náchylnější k praskání. Proto se ve výrobě prosazuje integrovaná technologie lisování, aby se snížilo množství švů a snížilo se riziko odlupování částic. Kromě toho optimalizace konstrukce zubové drážky člunu na destičky v kombinaci s pětiosým obráběním a technologiemi řezání drátem zajišťuje přesnost a hladkost manipulace s destičkami.

Semicorex nabízí vysokou kvalituLodě z karbidu křemíku. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com