Hvad er siliciumcarbid(SiC)keramisk waferbåd?

I halvlederprocesser med høj temperatur er håndtering, understøttelse og termisk behandling af wafere afhængig af en speciel understøttende komponent - waferbåden. Efterhånden som procestemperaturerne stiger, og kravene til renlighed og partikelkontrol øges, afslører traditionelle kvartswaferbåde gradvist problemer som kort levetid, høje deformationshastigheder og dårlig korrosionsbestandighed.Siliciumcarbid (SiC) keramiske waferbådedukket op i denne sammenhæng og er blevet en nøglebærer inden for avanceret termisk behandlingsudstyr.

Siliciumcarbid (SiC) er et teknisk keramisk materiale, der kombinerer høj hårdhed, høj varmeledningsevne og fremragende kemisk stabilitet. SiC-keramik, dannet ved højtemperatursintring, udviser ikke kun overlegen termisk stødmodstand, men opretholder også stabil struktur og størrelse i oxiderende og korrosive miljøer. Som følge heraf kan den, når den fremstilles i waferbådform, pålideligt understøtte højtemperaturprocesser såsom diffusion, udglødning og oxidation, hvilket gør den særligt velegnet til termiske processer, der arbejder ved temperaturer over 1100°C.

Strukturen af ​​waferbåde er normalt designet med en flerlags, parallel gitterkonfiguration, der er i stand til at holde dusinvis eller endda hundredvis af wafers samtidigt. Fordelene ved SiC-keramik til styring af termiske ekspansionskoefficienter gør dem mindre tilbøjelige til termisk deformation eller mikrorevner under højtemperatur-rampe-op- og ramp-down-processer. Derudover kan indholdet af metalurenheder kontrolleres nøje, hvilket reducerer risikoen for forurening betydeligt ved høje temperaturer. Dette gør dem særdeles velegnede til processer, der er ekstremt følsomme over for renlighed, såsom fremstilling af strømforsyninger, SiC MOSFET'er, MEMS og andre produkter.

Sammenlignet med traditionelle kvartswaferbåde har siliciumcarbid keramiske waferbåde typisk en levetid 3-5 gange længere under høje temperaturer, hyppige termiske cyklusser. Deres højere stivhed og modstandsdygtighed over for deformation muliggør en mere stabil waferjustering, hvilket hjælper med at forbedre udbyttet. Endnu vigtigere er det, at SiC-materialer bibeholder minimale dimensionsændringer under hyppige opvarmnings- og afkølingscyklusser, hvilket reducerer waferkantafskalninger eller partikeludskillelse forårsaget af waferbådsdeformation.

Med hensyn til fremstilling produceres siliciumcarbid waferbåde typisk gennem reaktionssintring (RBSiC), tæt sintring (SSiC) eller trykassisteret sintring. Nogle avancerede produkter bruger også præcisions-CNC-bearbejdning og overfladepolering for at opfylde præcisionskravene på wafer-niveau. De tekniske forskelle i formelkontrol, urenhedshåndtering og sintringsprocesser mellem forskellige producenter påvirker direkte waferbådenes endelige ydeevne.

I industrielle applikationer bliver siliciumcarbid keramiske waferbåde efterhånden det foretrukne valg for high-end udstyrsproducenter i termiske processer, fra traditionelle siliciumenheder til tredjegenerations halvledermaterialer. De er ikke kun velegnede til forskelligt termisk behandlingsudstyr, såsom vertikale rørovne og horisontale oxidationsovne, men deres stabile ydeevne i høje temperaturer, stærkt korrosive miljøer giver også stærkere garantier for proceskonsistens og udstyrskapacitet.

Den gradvise popularisering af siliciumcarbid keramiske waferbåde markerer accelerationen af ​​avancerede keramiske materialer, der trænger ind i kernestøttekomponenterne i halvlederudstyr. Sammenlignet med traditionelle kvartsmaterialer giver deres fordele i højtemperaturstabilitet, strukturel stivhed og termisk træthedsbestandighed et pålideligt materialegrundlag for den fortsatte udvikling af højere temperaturer og mere stringente procesvinduer. I øjeblikket er 6-tommer og 8-tommer siliciumcarbid keramiske waferbåde meget udbredt i masseproduktions termiske behandlingsprocesser af kraftenheder i halvlederindustrien. 12-tommer specifikationen bliver gradvist introduceret i avancerede processer og avancerede produktionslinjer, og bliver en vigtig retning for den næste fase af udstyr og materialesamarbejde. Samtidig spiller 2-4 tommer waferbåde fortsat en rolle i forskningsplatforme og specifikke processcenarier, såsom LED-substratbehandling og procesverifikation. Siliciumcarbid keramiske waferbåde vil demonstrere større fordele i stabilitet, størrelseskontrol og waferkapacitet, hvilket driver den kontinuerlige udvikling af relateret keramisk materialeteknologi.