Што е SiC керамички брод со нафора? Спецификации, материјали и апликации

Во полупроводничките процеси со висока температура, ракувањето, потпирањето и термичкиот третман на наполитанките се потпираат на специјална потпорна компонента - чамецот со нафора. Како што се зголемуваат температурите на процесот и се зголемуваат барањата за чистота и контрола на честичките, традиционалните чамци со кварцна обланда постепено откриваат прашања како што се краток век на употреба, високи стапки на деформација и слаба отпорност на корозија.Керамички чамци со нафора од силициум карбид (SiC).се појавија во овој контекст и станаа клучен носител во опремата за термичка обработка од висока класа.

Силициум карбид (SiC) е инженерски керамички материјал кој комбинира висока цврстина, висока топлинска спроводливост и одлична хемиска стабилност.SiC керамика, формирани со синтерување со висока температура, не само што покажуваат супериорна отпорност на термички шок, туку и одржуваат стабилна структура и големина во оксидирачки и корозивни средини. Како резултат на тоа, кога се фабрикува во форма на нафора, може со сигурност да поддржува процеси на висока температура како што се дифузија, жарење и оксидација, што го прави особено погоден за термички процеси кои работат на температури над 1100°C.

1. Што е SiC керамички чамец со нафора?

Структурата на чамците со нафора обично е дизајнирана со повеќеслојна, паралелна решетка конфигурација, способна да држи десетици, па дури и стотици наполитанки истовремено. Предностите на SiC керамиката во контролирањето на коефициентите на термичка експанзија ги прават помалку склони кон термичка деформација или микропукнување за време на процесите на подигање и спуштање на високи температури. Покрај тоа, содржината на метална нечистотија може строго да се контролира, што значително ги намалува ризиците од контаминација при високи температури. Ова ги прави многу погодни за процеси кои се исклучително чувствителни на чистота, како што се производство на уреди за напојување, SiC MOSFET, MEMS и други производи.

2. Кварцни против SiC наспроти графитни чамци со нафора: Споредба на материјали

Во споредба со традиционалните чамци со нафора со кварц, чамците со керамички нафора со силициум карбид обично имаат работен век 3-5 пати подолг при високи температури и чести услови на термички велосипедизам. Нивната поголема цврстина и отпорност на деформација овозможуваат постабилно порамнување на обландата, што помага да се подобри приносот. Што е уште поважно, SiC материјалите одржуваат минимални димензионални промени за време на честите циклуси на загревање и ладење, намалувајќи го чипувањето на рабовите на обландата или осипувањето на честички предизвикано од деформација на чамецот со обланда.

3. Видови материјали за чамци со нафора од силициум карбид

Не сите SiC чамци со нафора се произведени од иста керамичка класа. Различни производствени правци произведуваат различни микроструктури и карактеристики на изведба.

3.1 Рекристализиран силициум карбид (RSiC)

Рекристализираниот SiC се користи во инженерските високотемпературни керамички компоненти. Во зависност од степенот, може да покаже значителна отворена порозност, што мора да се земе предвид при проценка на контаминација, чистење и компатибилност на процесот.

3.2 синтеруван силициум карбид (SSiC)

Синтеруваниот без притисок SiC може да обезбеди густа керамичка структура со висока цврстина, механичка сила и добри термички перформанси. Вистинските својства зависат од формулацијата, процесот на синтерување и степенот на материјалот.

3.3 Силициум карбид поврзан со реакција (RBSiC / SiSiC)

SiC поврзан со реакција генерално содржи резидуална силициумска фаза. Ова може да влијае на максималната температура на услугата и хемиската компатибилност, така што неговите работни граници не треба да се претпоставуваат дека се идентични со оние на RSiC или SSiC.

3.4 Графитни носачи на нафора обложени со SiC

Графитниот носач за обланда обложен со SiC е различна конструкција од монолитен SiC керамички чамец на нафора.

Користи графитна подлога заштитена со депониран SiC слој. Таквите дизајни може да понудат предности во специфични средини за термичка обработка, но мора да се проценат интегритетот на облогата, изложените рабови и потенцијалната контаминација.

4. Иднина перспектива

Во индустриските апликации, чамците со керамички нафора со силициум карбид постепено стануваат претпочитан избор за производителите на опрема од висока класа во процесите на термичка обработка, од традиционални силиконски уреди до полупроводнички материјали од трета генерација. Тие не се погодни само за разновидна опрема за термичка обработка, како што се печки со вертикални цевки и печки за хоризонтална оксидација, туку нивните стабилни перформанси во средини со висока температура, високо корозивни, исто така, обезбедуваат посилни гаранции за конзистентноста на процесот и капацитетот на опремата.

Постепената популаризација на чамците со керамички нафора од силициум карбид го означува забрзувањето на напредните керамички материјали кои продираат во основните потпорни компоненти на полупроводничката опрема. Во споредба со традиционалните кварцни материјали, нивните предности во стабилноста на висока температура, структурната ригидност и отпорноста на термички замор обезбедуваат сигурна материјална основа за континуирана еволуција на повисоки температури и построги процесни прозорци. Во моментов, чамците со керамички нафора со силициум карбид од 6 и 8 инчи се широко користени во процесите на термичка обработка на масовно производство на енергетски уреди во полупроводничката индустрија.

Спецификацијата од 12 инчи постепено се воведува во висококвалитетни процеси и напредни производни линии, станувајќи важна насока за следната фаза на соработка со опремата и материјалите. Во исто време, чамците со нафора од 2-4 инчи продолжуваат да играат улога во истражувачките платформи и специфичните сценарија за процеси, како што се обработката на подлогата со LED и верификацијата на процесот. Керамичките чамци со силикон карбид ќе покажат поголеми предности во стабилноста, контролата на големината и капацитетот на обландата, поттикнувајќи ја континуираната еволуција на технологијата на поврзаните керамички материјали.

Најчесто поставувани прашања

1. Која е главната функција на нафора?

Брод со нафора држи полупроводнички наполитанки во точно распоредени позиции за време на обработката во печка. Неговите главни функции се механичка поддршка, усогласување на нафора и компатибилност со термичката и хемиската процесна средина.

2. Која е разликата помеѓу чамец со нафора со SiC и чамец со нафора со кварц?

SiC керамичките нафора чамци генерално обезбедуваат повисока топлинска спроводливост и поголема механичка способност за високи температури за соодветните класи. Кварцните чамци со нафора имаат многу помала термичка експанзија и широко се користат во воспоставените процеси на чисти полупроводнички печки. Преферираниот материјал зависи од работните услови.

3. Која температура може да издржи SiC керамички чамец со обланда?

Не постои единствена температурна граница за сите SiC керамички чамци со нафора. Максималната работна температура зависи од степенот на SiC, атмосферата на печката, механичкото оптоварување, времетраењето на изложеноста и термичкиот циклус. Завршената компонента мора да биде квалификувана за предвидените услови на процесот.

4. Дали чамците со нафора со SiC се погодни за дифузија и оксидација?

Да, соодветно избраните и квалификувани SiC керамички чамци со обланда може да се користат во апликации за дифузија и оксидација. Мора да се проверат хемијата на материјалот, чистотата на површината, механичкиот дизајн и компатибилноста со процесните гасови.

5. Дали може да се приспособат керамичките чамци со нафора од SiC?

Чамците со нафора може да се конструираат за различни конфигурации на печки, димензии на нафора, број на отвори, терени и геометрии за поддршка, што е предмет на изводливост на производството и валидација на дизајнот.

6. Која е разликата помеѓу цврсти SiC и SiC обложени чамци со графитни нафора?

Цврстите SiC керамички нафора користат керамичко тело, додека носителите на графит обложени со SiC користат графитна подлога со заштитен слој SiC. Нивниот термички одговор, механизмите за неуспех, ризиците од контаминација и ограничувањата на услугата се различни.

7. Што предизвикува создавање честички во чамци со нафора?

Потенцијалните причини вклучуваат механичко абразија, несоодветна геометрија во контакт со обланда, наталожена фолија, термички оштетувања, површински дефекти и контаминација при ракување или чистење. Анализата на основната причина треба да го земе предвид носечкиот материјал и вистинскиот процес на печката.