قایق ویفر سرامیکی سیلیکون کاربید (SiC) چیست؟

در فرآیندهای نیمه رسانا با دمای بالا، جابجایی، پشتیبانی و عملیات حرارتی ویفرها به یک جزء حمایتی ویژه - قایق ویفر بستگی دارد. با افزایش دمای فرآیند و افزایش پاکیزگی و الزامات کنترل ذرات، قایق های ویفر کوارتز سنتی به تدریج مسائلی مانند عمر کوتاه، نرخ تغییر شکل بالا و مقاومت در برابر خوردگی ضعیف را آشکار می کنند.قایق های ویفر سرامیکی کاربید سیلیکون (SiC).در این زمینه پدید آمدند و به یک حامل کلیدی در تجهیزات پردازش حرارتی پیشرفته تبدیل شدند.

کاربید سیلیکون (SiC) یک ماده سرامیکی مهندسی است که ترکیبی از سختی بالا، هدایت حرارتی بالا و پایداری شیمیایی عالی است. سرامیک های SiC که از طریق تف جوشی در دمای بالا ایجاد می شوند، نه تنها مقاومت شوک حرارتی بالایی دارند بلکه ساختار و اندازه پایداری را در محیط های اکسید کننده و خورنده حفظ می کنند. در نتیجه، هنگامی که به شکل قایق ویفر ساخته می شود، می تواند به طور قابل اعتمادی از فرآیندهای با دمای بالا مانند انتشار، بازپخت و اکسیداسیون پشتیبانی کند، و به ویژه برای فرآیندهای حرارتی که در دماهای بالاتر از 1100 درجه سانتیگراد کار می کنند مناسب است.

ساختار قایق های ویفر معمولاً با یک پیکربندی شبکه موازی چند لایه طراحی می شود که می تواند ده ها یا حتی صدها ویفر را به طور همزمان نگه دارد. مزایای سرامیک های SiC در کنترل ضرایب انبساط حرارتی باعث می شود که آنها کمتر مستعد تغییر شکل حرارتی یا ریزترک در طی فرآیندهای افزایش و پایین آمدن در دمای بالا باشند. علاوه بر این، محتوای ناخالصی فلز را می توان به شدت کنترل کرد و به طور قابل توجهی خطرات آلودگی را در دماهای بالا کاهش داد. این باعث می شود آنها برای فرآیندهایی که به تمیزی بسیار حساس هستند، مانند ساخت دستگاه های قدرت، ماسفت های SiC، MEMS و سایر محصولات بسیار مناسب باشند.

در مقایسه با قایق‌های ویفر کوارتز سنتی، قایق‌های ویفر سرامیکی کاربید سیلیکون معمولاً در شرایط دوچرخه‌سواری حرارتی با دمای بالا و مکرر عمر مفیدی 3 تا 5 برابر بیشتر دارند. استحکام و مقاومت بالاتر آنها در برابر تغییر شکل، امکان تراز پایداری ویفر را فراهم می کند که به بهبود عملکرد کمک می کند. مهمتر از آن، مواد SiC حداقل تغییرات ابعادی را در طول چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر حفظ می کنند، و باعث کاهش تراشه لبه ویفر یا ریزش ذرات ناشی از تغییر شکل قایق ویفر می شود.

از نظر ساخت، قایق های ویفر کاربید سیلیکون معمولاً از طریق تف جوشی واکنشی (RBSiC)، تف جوشی متراکم (SSiC) یا تف جوشی به کمک فشار تولید می شوند. برخی از محصولات سطح بالا نیز از ماشینکاری دقیق CNC و پرداخت سطحی برای برآوردن نیازهای دقت در سطح ویفر استفاده می کنند. تفاوت های فنی در کنترل فرمول، مدیریت ناخالصی و فرآیندهای تف جوشی بین سازندگان مختلف به طور مستقیم بر عملکرد نهایی قایق های ویفر تأثیر می گذارد.

در کاربردهای صنعتی، قایق‌های ویفر سرامیکی کاربید سیلیکون به تدریج به انتخاب ترجیحی برای تولیدکنندگان تجهیزات پیشرفته در فرآیندهای پردازش حرارتی، از دستگاه‌های سیلیکونی سنتی تا مواد نیمه‌رسانای نسل سوم تبدیل می‌شوند. آنها نه تنها برای تجهیزات مختلف پردازش حرارتی، مانند کوره های لوله عمودی و کوره های اکسیداسیون افقی مناسب هستند، بلکه عملکرد پایدار آنها در محیط های با دمای بالا و بسیار خورنده نیز تضمین های قوی تری برای ثبات فرآیند و ظرفیت تجهیزات ارائه می دهد.

رواج تدریجی قایق های ویفر سرامیکی کاربید سیلیکون، شتاب نفوذ مواد سرامیکی پیشرفته به اجزای پشتیبانی هسته تجهیزات نیمه هادی را نشان می دهد. در مقایسه با مواد کوارتز سنتی، مزایای آنها در پایداری در دمای بالا، استحکام ساختاری و مقاومت در برابر خستگی حرارتی، پایه و اساس مواد قابل اعتمادی را برای تکامل مداوم دماهای بالاتر و پنجره‌های فرآیند سخت‌تر فراهم می‌کند. در حال حاضر، قایق های ویفر سرامیکی کاربید سیلیکون 6 اینچی و 8 اینچی به طور گسترده در فرآیندهای عملیات حرارتی تولید انبوه دستگاه های قدرت در صنعت نیمه هادی استفاده می شود. مشخصات 12 اینچی به تدریج وارد فرآیندهای پیشرفته و خطوط تولید پیشرفته می شود و به یک جهت مهم برای فاز بعدی همکاری تجهیزات و مواد تبدیل می شود. در همان زمان، قایق‌های ویفر 2 تا 4 اینچی همچنان در سکوهای تحقیقاتی و سناریوهای فرآیند خاص، مانند پردازش بستر LED و تأیید فرآیند، نقش دارند. قایق‌های ویفر سرامیکی کاربید سیلیکون مزایای بیشتری را در پایداری، کنترل اندازه و ظرفیت ویفر نشان می‌دهند و باعث تکامل مداوم فناوری مواد سرامیکی مرتبط می‌شوند.