Hva er silisiumkarbid(SiC) keramisk waferbåt?

I høytemperatur-halvlederprosesser er håndtering, støtte og termisk behandling av wafere avhengig av en spesiell støttekomponent - waferbåten. Etter hvert som prosesstemperaturene stiger og kravene til renslighet og partikkelkontroll øker, avslører tradisjonelle kvartswaferbåter gradvis problemer som kort levetid, høye deformasjonshastigheter og dårlig korrosjonsbestandighet.Silisiumkarbid (SiC) keramiske waferbåterdukket opp i denne sammenhengen og har blitt en nøkkelbærer innen avansert termisk prosesseringsutstyr.

Silisiumkarbid (SiC) er et teknisk keramisk materiale som kombinerer høy hardhet, høy varmeledningsevne og utmerket kjemisk stabilitet. SiC-keramikk, dannet gjennom høytemperatursintring, viser ikke bare overlegen termisk støtmotstand, men opprettholder også stabil struktur og størrelse i oksiderende og korrosive miljøer. Som et resultat, når den er produsert i waferbåtform, kan den pålitelig støtte høytemperaturprosesser som diffusjon, gløding og oksidasjon, noe som gjør den spesielt egnet for termiske prosesser som opererer ved temperaturer over 1100 °C.

Strukturen til waferbåter er vanligvis utformet med en flerlags, parallell rutenettkonfigurasjon, som er i stand til å holde dusinvis eller til og med hundrevis av wafere samtidig. Fordelene med SiC-keramikk når det gjelder å kontrollere termiske ekspansjonskoeffisienter gjør dem mindre utsatt for termisk deformasjon eller mikrosprekker under høytemperatur-opp- og nedstigningsprosesser. I tillegg kan innholdet av metallurenheter kontrolleres strengt, noe som reduserer forurensningsrisikoen betydelig ved høye temperaturer. Dette gjør dem svært egnet for prosesser som er ekstremt følsomme for renslighet, for eksempel produksjon av kraftenheter, SiC MOSFET-er, MEMS og andre produkter.

Sammenlignet med tradisjonelle kvartswaferbåter, har silisiumkarbidkeramiske waferbåter typisk en levetid som er 3-5 ganger lengre under høye temperaturer og hyppige termiske syklusforhold. Deres høyere stivhet og motstand mot deformasjon muliggjør mer stabil waferjustering, noe som bidrar til å forbedre utbyttet. Enda viktigere er det at SiC-materialer opprettholder minimale dimensjonsendringer under hyppige oppvarmings- og kjølesykluser, og reduserer flising av waferkanter eller partikkelavgivelse forårsaket av waferbåtdeformasjon.

Når det gjelder produksjon, produseres silisiumkarbidwaferbåter vanligvis gjennom reaksjonssintring (RBSiC), tett sintring (SSiC) eller trykkassistert sintring. Noen avanserte produkter bruker også presisjons-CNC-maskinering og overflatepolering for å møte presisjonskravene på wafer-nivå. De tekniske forskjellene i formelkontroll, urenhetshåndtering og sintringsprosesser mellom forskjellige produsenter påvirker direkte den endelige ytelsen til waferbåtene.

I industrielle applikasjoner blir båter av silisiumkarbidkeramikk gradvis det foretrukne valget for avanserte utstyrsprodusenter i termiske prosesser, fra tradisjonelle silisiumenheter til tredjegenerasjons halvledermaterialer. De er ikke bare egnet for ulike termiske prosesseringsutstyr, som vertikale rørovner og horisontale oksidasjonsovner, men deres stabile ytelse i høytemperatur, sterkt korrosive miljøer gir også sterkere garantier for prosesskonsistens og utstyrskapasitet.

Den gradvise populariseringen av silisiumkarbidkeramiske waferbåter markerer akselerasjonen av avanserte keramiske materialer som trenger inn i kjernestøttekomponentene til halvlederutstyr. Sammenlignet med tradisjonelle kvartsmaterialer gir deres fordeler i høytemperaturstabilitet, strukturell stivhet og termisk utmattingsbestandighet et pålitelig materialegrunnlag for den fortsatte utviklingen av høyere temperaturer og strengere prosessvinduer. For tiden er 6-tommers og 8-tommers silisiumkarbidkeramiske waferbåter mye brukt i masseproduksjonsprosesser for termisk behandling av kraftenheter i halvlederindustrien. 12-tommers spesifikasjonen blir gradvis introdusert i avanserte prosesser og avanserte produksjonslinjer, og blir en viktig retning for neste fase av utstyr og materialsamarbeid. Samtidig fortsetter 2-4 tommers waferbåter å spille en rolle i forskningsplattformer og spesifikke prosessscenarier, som LED-substratbehandling og prosessverifisering. Silisiumkarbid keramiske waferbåter vil demonstrere større fordeler i stabilitet, størrelseskontroll og waferkapasitet, og driver den kontinuerlige utviklingen av relatert keramisk materialeteknologi.