Jak ważne są łodzie waflowe z węglika krzemu?

W produkcji półprzewodników, oprócz podstawowych urządzeń procesowych, takich jak fotolitografia i trawienie, inny rodzaj podstawowego komponentu odgrywa kluczową rolę w stabilności procesu:łódź waflowa.

Szczególnie w ostatnich latach, wraz z rozwojem procesów wysokotemperaturowych i półprzewodników trzeciej generacji, łodzie waflowe z węglika krzemu, wykonane z węglika krzemu, po cichu stają się standardem branżowym.

Jaką zatem rolę odgrywa ten pozornie nieistotny element w produkcji półprzewodników?

01 Podstawowe funkcje łodzi waflowej

Łódka waflowa to nośnik procesowy używany do przechowywania wafli, stosowany głównie w sprzęcie do przetwarzania w wysokiej temperaturze.

W procesie produkcji półprzewodników płytki poddawane są wielu etapom obróbki termicznej, takim jak dyfuzja, utlenianie, wyżarzanie i chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD). Podczas tych procesów płytki są zazwyczaj przetwarzane wsadowo na urządzenia z rurami piecowymi, a łódka waflowa spełnia następujące funkcje:

- Wspieranie wielu płytek i utrzymywanie stabilnych odstępów

- Zapewnienie stabilności położenia płytek w środowiskach o wysokiej temperaturze

- Zapewnienie równomiernego przepływu gazu w połączeniu z urządzeniami

Struktura i właściwości materiału łodzi waflowej bezpośrednio wpływają na rozkład pola termicznego i spójność procesu.

02 Charakterystyka strukturalna łodzi z węglika krzemu

Łódki z węglika krzemuzazwyczaj wykorzystują konstrukcję ramową, zapewniającą wysoką stabilność konstrukcyjną. Typowe funkcje obejmują:

- Wielowarstwowa struktura szczelinowa zapewniająca precyzyjne pozycjonowanie płytek

- Otwarta konstrukcja ułatwiająca przepływ gazu pomiędzy płytkami

- Rama o wysokiej sztywności, aby zmniejszyć ryzyko odkształcenia w wysokich temperaturach

W zależności od rodzaju wyposażenia łodzie mogą być zaprojektowane jako konstrukcje pionowe lub poziome i obsługiwać różne rozmiary płytek (np. 6 cali, 8 cali, 12 cali).

03 Wybór materiału: DlaczegoWęglik krzemu?

Ponieważ procesy półprzewodnikowe ewoluują w kierunku wyższych temperatur i wyższej czystości, tradycyjne materiały, takie jak kwarc i tlenek glinu, stają się coraz bardziej niewystarczające. Natomiast węglik krzemu oferuje zalety w kilku wymiarach wydajności.

1. Odporność na wysoką temperaturę: Węglik krzemu wykazuje dobrą stabilność strukturalną w zakresie temperatur od około 1200 ℃ do 1400 ℃. Przy pewnych warunkach wysokiej czystości lub specjalnych warunkach procesu można go stosować w środowiskach o jeszcze wyższej temperaturze. Nie wykazuje zjawisk topienia ani znaczących mięknięć podobnych do materiałów metalicznych w wysokich temperaturach.

2. Wysoka przewodność cieplna: Węglik krzemu posiada wysoką przewodność cieplną, co pomaga zmniejszyć różnice temperatur pomiędzy płytkami, poprawiając w ten sposób spójność procesu.

3. Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: Węglik krzemu ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, co zmniejsza wpływ naprężeń termicznych na płytki podczas procesów ogrzewania i chłodzenia.

4. Stabilność chemiczna: Węglik krzemu wykazuje dobrą stabilność chemiczną w różnych atmosferach, w tym w atmosferach utleniających i redukujących. Jednak nadal będzie ulegał powolnej reakcji utleniania w środowiskach tlenowych o wysokiej temperaturze, tworząc warstwę ochronną z dwutlenku krzemu.

5. Czystość materiału i kontrola zanieczyszczeń: Węglik krzemu klasy półprzewodnikowej zazwyczaj ma ściśle kontrolowaną zawartość zanieczyszczeń, aby zmniejszyć ryzyko zanieczyszczenia powierzchni płytki. Istnieją znaczne różnice pomiędzy materiałami stosowanymi w różnych stopniach procesu.

04 Obszary zastosowań

Łodzie z węglika krzemu są obecnie szeroko stosowane w wielu dziedzinach, w tym:

- Obróbka termiczna w produkcji układów scalonych

- Produkcja urządzeń półprzewodnikowych mocy (np. urządzeń SiC)

- Wysokotemperaturowa obróbka fotowoltaicznych płytek krzemowych

- Badania i rozwój materiałów i procesów półprzewodnikowych

Jego zalety są jeszcze bardziej widoczne w scenariuszach wymagających wysokiej temperatury, silnej korozji lub wysokiej czystości.

Oferta SemicorexuŁodzie waflowe SiC, rury pieca, łopatki wspornikoweitp. w piecach wysokotemperaturowych. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com