Ⅰ. Kakšni so scenariji uporabe keramičnih izdelkov iz silicijevega karbida?

Keramika iz silicijevega karbida (SiC) se zaradi odlične odpornosti proti visokim temperaturam, koroziji, visoke toplotne prevodnosti in nizkega koeficienta toplotnega raztezanja pogosto uporablja v osrednjih komponentah ključne procesne opreme v polprevodniški in fotovoltaični industriji. Sledijo specifični scenariji uporabe tipičnih izdelkov:

Čoln iz silicijevega karbida

Funkcija:

SiC čoln se običajno uporablja za prenašanje rezin (kot so silicijeve rezine ali rezine silicijevega karbida) za prenos in pozicioniranje v visokotemperaturnih procesih.

scenariji uporabe:

Področje obdelave polprevodnikov: V difuzijskih in oksidacijskih pečeh mora čoln stabilno delovati dlje časa v okolju z visoko temperaturo nad 1000 °C, da se prepreči deformacija ali kontaminacija rezine zaradi toplotnih obremenitev.

Fotovoltaična industrija: V opremi PECVD (plazemsko izboljšano kemično nanašanje s paro) se čoln uporablja za podporo silicijevih rezin za nanašanje antirefleksne folije iz silicijevega nitrida in mora biti odporen na visokofrekvenčno plazemsko bombardiranje in visoke temperature okolja.

Cev iz silicijevega karbida v peči (SiC reakcijska cev)

Funkcija: Kot osrednja komponenta visokotemperaturne reakcijske komore zagotavlja enakomerno temperaturno polje in kemično inertno okolje.

scenariji uporabe:

Polprevodniška industrija: V oksidacijski peči mora cev peči ostati stabilna dlje časa v okolju s kisikom ali vodno paro, da se prepreči sproščanje nečistoč zaradi oksidacije ali korozije.

Fotovoltaična industrija: V difuzijski peči se cev peči uporablja za postopek difuzije fosforja (kot je priprava celic PERC) in je potrebna odpornost proti koroziji zaradi kislega plina v atmosferi POCl₃.

Konzolno držalo za veslo in čoln

Funkcija: Konzolno veslo se uporablja za samodejni prenos kristalnega čolna, držalo za čoln pa za fiksiranje položaja kristalnega čolna.

scenariji uporabe:

Pri postopku izdelave polprevodniških rezin mora konzolna lopatica med hitrim dvigovanjem in spuščanjem ohranjati visoko mehansko trdnost, da se prepreči zlom zaradi toplotne utrujenosti; držalo za čoln mora ohranjati geometrijsko natančnost pri visoki temperaturi, da se prepreči odstopanje rezine.

Ⅱ. Kakšne so smeri uporabe silicijevega karbidnega materiala v fotovoltaični in polprevodniški industriji?

Glavne uporabe keramičnih izdelkov iz silicijevega karbida so skoncentrirane v procesnih povezavah dveh vrst opreme:

Kazalniki uspešnosti	Grafitni material	Silicijev karbidni material
Visoka temperaturna stabilnost	Enostavno oksidira (>500 °C zahteva zaščito s premazom)	Antioksidacijska odpornost (dolgo časa prenese oksidativno atmosfero pri 1600 °C)
Kemična inertnost	Zlahka korodira zaradi kislih plinov (kot sta Cl₂, POCl₃)	Odpornost proti kislinski in alkalijski koroziji (vključno z močnimi korozivnimi mediji, kot sta HF, HNO₃)
Tveganje kontaminacije z delci	Enostavno ustvarjanje prahu, kar povzroči napake na rezinah	Gosta površina, brez nevarnosti odlaganja delcev
Mehanska trdnost	Enostavna deformacija pri visoki temperaturi (visok koeficient toplotnega raztezanja)	Visoka trdota (Mohsova trdota 9.2), močna odpornost proti toplotnim udarcem
Toplotna prevodnost	Anizotropija, veliko tveganje lokalnega pregrevanja	Visoka toplotna prevodnost (120 W/m`K), enakomerno temperaturno polje

Fotovoltaična industrija

Peč PECVD: uporablja se za nanašanje antirefleksnih filmov (kot je silicijev nitrid). Deli iz silicijevega karbida morajo biti odporni na ionsko bombardiranje, ki ga povzroča žarilna razelektritev v plazemskem okolju pri 400–500 °C, hkrati pa se morajo izogniti kontaminaciji filmov.

Difuzijska peč: uporablja se za difuzijo fosforja/bora za tvorbo PN-stičišč. Cevi iz silicijevega karbida morajo biti odporne proti koroziji zaradi plinov POCl₃ ali BBr₃ pri 800–1000 °C in zagotavljati enakomernost dopiranja.

Polprevodniška industrija

Difuzijska peč in oksidacijska peč:

Difuzijska peč: uporablja se za žarjenje po ionski implantaciji. Kristalni čolni silicijevega karbida se morajo izogibati sproščanju kovinskih nečistoč (kot sta Fe, Ni), sicer se bo povečal uhajalni tok rezine.

Oksidacijska peč: rast plasti silicijevega dioksida v suhem ali vlažnem kisikovem okolju. Cevi iz silicijevega karbida morajo vzdrževati nizko prepustnost kisika pri visoki temperaturi 1200 °C, da se prepreči neenakomerna debelina oksidne plasti.

Ⅲ. Kakšne so prednosti silicijevega karbida pred grafitom?

Čeprav imajo grafitni materiali prednosti nizkih stroškov in enostavne obdelave, so v naslednjih ključnih lastnostih precej slabši od silicijevega karbida:

Analiza konkretnega primera:

Glede na dejansko proizvodno statistiko podjetja Veteksemicon je treba v difuzijski peči za polprevodnike grafitno ladjico zamenjati vsake 3 mesece, medtem ko lahko ladjica iz silicijevega karbida zdrži več kot 2 leti, izkoristek rezin pa se poveča za 5 % do 10 %.

Glede na proizvodne podatke, ki jih je posredoval Semixlab, lahko konzolna lopatica iz silicijevega karbida v fotovoltaičnem postopku PECVD poveča učinkovitost baterije za 2 % do 5 % zaradi odsotnosti onesnaženja z delci.

Ⅳ. zakaj izbrati Semixlab?

Semixlab je vodilni proizvajalec in dobavitelj na Kitajskem, ki se že 20 let osredotoča na raziskave površinskih premazov iz grafita in SiC. Po letih tehničnih raziskav in razvoja lahko naš postopek nanašanja SiC doseže čistost več kot 99.98 %, poleg tega pa lahko prilagodimo tudi izdelke iz silicijevega karbida različnih čistosti in cen glede na vaše scenarije uporabe. Če potrebujete izdelek višje čistosti, na primer v neposrednem stiku s polprevodniškimi rezinami, lahko na površini substrata izvedemo CVD SiC prevleko, CVD TaC prevleko in druge postopke, ki ustrezajo vašim različnim strogim tehničnim zahtevam.