Вафли от силициев карбид: „невидимите пазители на вафлите“ в Semiconductor

При производството на полупроводници окисляването включва поставяне на пластината в среда с висока температура, където кислородът тече през повърхността на пластината, за да образува оксиден слой. Това предпазва пластината от химически примеси, предотвратява навлизането на ток на утечка във веригата, предотвратява дифузията по време на имплантиране на йони и предотвратява приплъзването на пластината по време на ецване, образувайки защитен филм върху повърхността на пластината. Оборудването, използвано в тази стъпка, е окислителна пещ. Основните компоненти в реакционната камера включват вафлена лодка, основа, облицовъчни тръби на пещта, вътрешни тръби на пещта и топлоизолационни прегради. Поради високата работна температура, изискванията за производителност на компонентите в реакционната камера също са високи.

Лодката за вафли се използва като носител за транспортиране и обработка на вафли. Той трябва да притежава предимства като висока интеграция, висока надеждност, антистатични свойства, устойчивост на висока температура, устойчивост на износване, устойчивост на деформация, добра стабилност и дълъг експлоатационен живот. Тъй като температурата на окисление на вафлата е приблизително между 800 ℃ и 1300 ℃, а изискванията за съдържанието на метални примеси в околната среда са изключително строги, ключови компоненти като вафлената лодка трябва не само да имат отлични термични, механични и химични свойства, но и да имат изключително ниско съдържание на метални примеси.

Въз основа на субстрата вафлените лодки могат да бъдат класифицирани като кварцови кристални лодки,керамика от силициев карбидвафлени лодки и т.н. Въпреки това, с напредването на процесните възли под 7nm и разширяването на прозорците на високотемпературни процеси, традиционните кварцови лодки постепенно стават неадекватни по отношение на термична стабилност, контрол на частиците и управление на живота. Лодките от силициев карбид (SiC лодки) постепенно изместват традиционните кварцови решения.

защоСилициев карбид?

1. Стабилност при висока температура

Стабилността при висока температура е най-важното предимство на SiC лодките. Те практически не показват деформация или провисване дори при изключително високи температури (>1300°C), като поддържат прецизно позициониране на слота за пластини за продължителни периоди.

2. Изключително дълъг живот

Една лодка може да се похвали с висока товароносимост, способна да поддържа десетки до стотици 12-инчови вафли едновременно. В сравнение с традиционните кварцови лодки, SiC лодките предлагат среден живот 5-10 пъти по-дълъг, намалявайки честотата на смяна на оборудването и общата цена на притежание.

3. Чиста повърхност и изключително ниско замърсяване

Високата чистота на материала и изключително ниското съдържание на метални примеси предотвратяват вторичното замърсяване на силициевите пластини. Отличен контрол на грапавостта на повърхността, с Ra под 0,1 μm, потиска отделянето на частици и отговаря на изискванията за чистота на съвременните процеси.

4. Подходящ за процеси с ултрависока температура

За процеси, изискващи температури над 1200°C (като някои специализирани процеси на оксидиране на дебел слой, производство на SiC устройства или процеси за запълване на дълбоки канали), SiC лодките са незаменим избор.

Приложения наЛодки от силициев карбид

Производство на полупроводници

При високотемпературни процеси на производство на чипове, като окисление, дифузия, химическо отлагане на пари (CVD) и имплантиране на йони, лодките от силициев карбид се използват за поддържане на силициеви пластини, осигурявайки тяхната плоскост при високи температури и предотвратявайки неправилно подравняване или деформация на решетката, причинена от топлинен стрес, като по този начин се гарантира прецизност и производителност на чипа.

Фотоволтаична индустрия

Силициево-карбидна керамикапритежават отлична механична якост, термична стабилност, устойчивост на висока температура, устойчивост на окисление, устойчивост на термичен шок и устойчивост на химическа корозия, което ги прави широко използвани в популярни области като металургия, машини, нова енергия и химикали за строителни материали. Тяхната производителност е достатъчна и за топлинни процеси във фотоволтаичното производство, като дифузия, LPCVD (химическо отлагане на пари при ниско налягане) и PECVD (химическо плазмено отлагане на пари) за TOPcon клетки. В сравнение с традиционните кварцови материали, керамичните материали от силициев карбид, използвани за направата на опори за лодки, малки лодки и тръбни продукти, предлагат по-висока якост, по-добра термична стабилност и липса на деформация при високи температури. Продължителността им на живот също е повече от пет пъти по-голяма от тази на кварца, което значително намалява оперативните разходи и загубите на енергия поради престой при поддръжка. Това води до ясно предимство в цените, а суровините са широко достъпни.

Полупроводници от трето поколение

В реакционната камера за метално-органично химическо отлагане на пари (MOCVD) лодките от силициев карбид се използват за поддържане на сапфирени субстрати, издържащи на среда с корозивни газове като амоняк (NH3), поддържайки епитаксиалния растеж на полупроводникови материали от трето поколение като галиев нитрид (GaN) и подобрявайки светлинната ефективност и производителността на LED чиповете. При растежа на единични кристали от силициев карбид лодките от силициев карбид служат като опори за зародишни кристали в пещи за отглеждане на единични кристали от силициев карбид, издържащи на високотемпературната корозивна среда на разтопен силиций, осигурявайки стабилна подкрепа за растежа на монокристали от силициев карбид и насърчавайки получаването на висококачествени монокристали от силициев карбид.

Тенденции в развитието на вафли от силициев карбид

По отношение на пазара, според данните на SEMI, размерът на глобалния пазар на вафлени лодки е приблизително 1,4 милиарда щатски долара през 2025 г. и се очаква да достигне 1,8 милиарда щатски долара до 2028 г. Ако се приеме, че степента на проникване на силициевия карбид е 20% и пазарен дял от една трета в Китай (данни от Китайската асоциация на полупроводниковата индустрия), размерът на китайския пазар ще бъде 672 милиона щатски долара и 864 щатски долара милиона съответно.

Технологично, силициевият карбид има по-висок коефициент на топлинно разширение от кварца, което го прави по-склонен към напукване при приложения. Следователно интегрираната технология за формоване се насърчава в производството, за да се намалят шевовете и да се намали рискът от отделяне на частици. Освен това оптимизирането на дизайна на зъбния жлеб на пластиновата лодка, съчетано с технологии за обработка по пет оси и рязане на тел, гарантира прецизността и плавността на обработката на пластините.

Semicorex предлага високо качествоВафлени лодки от силициев карбид. Ако имате запитвания или се нуждаете от допълнителни подробности, моля не се колебайте да се свържете с нас.

Телефон за връзка +86-13567891907

Имейл: sales@semicorex.com