Wat is siliciumcarbide (SiC) keramische waferboot?

Bij hoge-temperatuurprocessen in halfgeleiders zijn de hantering, ondersteuning en thermische behandeling van wafers afhankelijk van een speciaal ondersteunend onderdeel: de waferboot. Naarmate de procestemperaturen stijgen en de vereisten voor zuiverheid en deeltjesbeheersing toenemen, brengen traditionele kwartswafelboten geleidelijk problemen aan het licht zoals een korte levensduur, hoge vervormingssnelheden en een slechte corrosieweerstand.Siliciumcarbide (SiC) keramische wafelbotenzijn in deze context ontstaan ​​en zijn een belangrijke drager geworden in hoogwaardige thermische verwerkingsapparatuur.

Siliciumcarbide (SiC) is een technisch keramisch materiaal dat hoge hardheid, hoge thermische geleidbaarheid en uitstekende chemische stabiliteit combineert. SiC-keramiek, gevormd door sinteren bij hoge temperaturen, vertoont niet alleen superieure thermische schokbestendigheid, maar behoudt ook een stabiele structuur en grootte in oxiderende en corrosieve omgevingen. Als gevolg hiervan kan het, wanneer het in de vorm van een waferboot wordt vervaardigd, op betrouwbare wijze processen bij hoge temperaturen ondersteunen, zoals diffusie, uitgloeien en oxidatie, waardoor het bijzonder geschikt is voor thermische processen die werken bij temperaturen boven 1100 °C.

De structuur van wafelboten is meestal ontworpen met een meerlaagse, parallelle roosterconfiguratie, die tientallen of zelfs honderden wafels tegelijk kan bevatten. De voordelen van SiC-keramiek bij het beheersen van de thermische uitzettingscoëfficiënten maken ze minder gevoelig voor thermische vervorming of microscheuren tijdens op- en afbouwprocessen bij hoge temperaturen. Bovendien kan het gehalte aan metaalonzuiverheden strikt worden gecontroleerd, waardoor het besmettingsrisico bij hoge temperaturen aanzienlijk wordt verminderd. Dit maakt ze zeer geschikt voor processen die extreem gevoelig zijn voor reinheid, zoals de productie van stroomapparaten, SiC MOSFET's, MEMS en andere producten.

Vergeleken met traditionele kwartswafelboten hebben keramische wafelboten van siliciumcarbide doorgaans een levensduur die 3 tot 5 keer langer is onder hoge temperaturen en frequente thermische cycli. Hun hogere stijfheid en weerstand tegen vervorming zorgen voor een stabielere uitlijning van de wafer, wat de opbrengst helpt verbeteren. Belangrijker nog is dat SiC-materialen minimale maatveranderingen behouden tijdens frequente verwarmings- en koelcycli, waardoor het afbrokkelen van de wafelrand of het afstoten van deeltjes veroorzaakt door vervorming van de wafelboot wordt verminderd.

Wat de productie betreft, worden waferboten van siliciumcarbide doorgaans geproduceerd door reactiesinteren (RBSiC), dicht sinteren (SSiC) of drukondersteund sinteren. Sommige hoogwaardige producten maken ook gebruik van precisie-CNC-bewerkingen en oppervlaktepolijsten om te voldoen aan de precisie-eisen op wafelniveau. De technische verschillen in formulecontrole, onzuiverheidsbeheer en sinterprocessen tussen verschillende fabrikanten hebben rechtstreeks invloed op de uiteindelijke prestaties van de waferboten.

In industriële toepassingen worden keramische waferboten van siliciumcarbide geleidelijk de voorkeurskeuze van fabrikanten van hoogwaardige apparatuur in thermische verwerkingsprocessen, van traditionele siliciumapparaten tot halfgeleidermaterialen van de derde generatie. Ze zijn niet alleen geschikt voor verschillende thermische verwerkingsapparatuur, zoals verticale buisovens en horizontale oxidatieovens, maar hun stabiele prestaties in hoge temperatuur, zeer corrosieve omgevingen bieden ook sterkere garanties voor procesconsistentie en apparatuurcapaciteit.

De geleidelijke popularisering van keramische wafelboten van siliciumcarbide markeert de versnelling van geavanceerde keramische materialen die de kernondersteuningscomponenten van halfgeleiderapparatuur penetreren. Vergeleken met traditionele kwartsmaterialen bieden hun voordelen op het gebied van stabiliteit bij hoge temperaturen, structurele stijfheid en weerstand tegen thermische vermoeiing een betrouwbare materiële basis voor de voortdurende evolutie van hogere temperaturen en strengere procesvensters. Momenteel worden 6-inch en 8-inch keramische waferboten van siliciumcarbide veel gebruikt in de massaproductie van thermische behandelingsprocessen van elektrische apparaten in de halfgeleiderindustrie. De 12-inch specificatie wordt geleidelijk geïntroduceerd in hoogwaardige processen en geavanceerde productielijnen en wordt een belangrijke richting voor de volgende fase van samenwerking op het gebied van apparatuur en materialen. Tegelijkertijd blijven 2-4 inch waferboten een rol spelen in onderzoeksplatforms en specifieke processcenario's, zoals LED-substraatverwerking en procesverificatie. Siliciumcarbide keramische waferboten zullen grotere voordelen demonstreren op het gebied van stabiliteit, groottebeheersing en wafercapaciteit, waardoor de voortdurende evolutie van de gerelateerde keramische materiaaltechnologie wordt gestimuleerd.