Vad är Silicon Carbide (SiC) Keramisk Wafer Boat?

I halvledarprocesser med hög temperatur är hanteringen, stödet och värmebehandlingen av wafers beroende av en speciell stödjande komponent - waferbåten. När processtemperaturerna stiger och kraven på renhet och partikelkontroll ökar, avslöjar traditionella kvartswaferbåtar gradvis problem som kort livslängd, höga deformationshastigheter och dålig korrosionsbeständighet.Kiselkarbid (SiC) keramiska waferbåtardykt upp i detta sammanhang och har blivit en nyckelbärare inom avancerad termisk bearbetningsutrustning.

Kiselkarbid (SiC) är ett tekniskt keramiskt material som kombinerar hög hårdhet, hög värmeledningsförmåga och utmärkt kemisk stabilitet. SiC-keramik, bildad genom högtemperatursintring, uppvisar inte bara överlägsen termisk chockbeständighet utan bibehåller också stabil struktur och storlek i oxiderande och korrosiva miljöer. Som ett resultat, när den tillverkas i waferbåtform, kan den tillförlitligt stödja högtemperaturprocesser såsom diffusion, glödgning och oxidation, vilket gör den särskilt lämplig för termiska processer som arbetar vid temperaturer över 1100°C.

Strukturen hos waferbåtar är vanligtvis utformade med en flerskikts, parallell rutnätskonfiguration, som kan hålla dussintals eller till och med hundratals wafers samtidigt. Fördelarna med SiC-keramer när det gäller att kontrollera termiska expansionskoefficienter gör dem mindre benägna för termisk deformation eller mikrosprickor under högtemperatur-upp- och nedrampningsprocesser. Dessutom kan innehållet av metallföroreningar kontrolleras strikt, vilket avsevärt minskar föroreningsriskerna vid höga temperaturer. Detta gör dem mycket lämpliga för processer som är extremt känsliga för renlighet, såsom tillverkning av kraftenheter, SiC MOSFET, MEMS och andra produkter.

Jämfört med traditionella kvartswaferbåtar har keramiska waferbåtar av kiselkarbid vanligtvis en livslängd som är 3-5 gånger längre under höga temperaturer och ofta termiska cykler. Deras högre styvhet och motståndskraft mot deformation möjliggör en mer stabil waferinriktning, vilket hjälper till att förbättra utbytet. Ännu viktigare är att SiC-material bibehåller minimala dimensionsförändringar under frekventa uppvärmnings- och kylcykler, vilket minskar skivkantsflisning eller partikelavfall orsakade av waferbåtsdeformation.

När det gäller tillverkning produceras kiselkarbidskivor vanligtvis genom reaktionssintring (RBSiC), tätsintring (SSiC) eller tryckassisterad sintring. Vissa avancerade produkter använder också precisions-CNC-bearbetning och ytpolering för att uppfylla precisionskraven på wafer-nivå. De tekniska skillnaderna i formelkontroll, föroreningshantering och sintringsprocesser mellan olika tillverkare påverkar direkt den slutliga prestandan för waferbåtarna.

I industriella tillämpningar blir båtar av keramisk kiselkarbid gradvis det föredragna valet för avancerade utrustningstillverkare i termiska processer, från traditionella kiselenheter till tredje generationens halvledarmaterial. De är inte bara lämpliga för olika termisk bearbetningsutrustning, såsom vertikala rörugnar och horisontella oxidationsugnar, utan deras stabila prestanda i högtemperatur, mycket korrosiva miljöer ger också starkare garantier för processkonsistens och utrustningskapacitet.

Den gradvisa populariseringen av keramiska waferbåtar av kiselkarbid markerar accelerationen av avancerade keramiska material som penetrerar kärnstödkomponenterna i halvledarutrustning. Jämfört med traditionella kvartsmaterial ger deras fördelar i högtemperaturstabilitet, strukturell styvhet och termisk utmattningsbeständighet en pålitlig materialgrund för den fortsatta utvecklingen av högre temperaturer och strängare processfönster. För närvarande används 6-tums och 8-tums keramiska waferbåtar av kiselkarbid i stor utsträckning i massproduktionsprocesser för termisk behandling av kraftenheter i halvledarindustrin. 12-tumsspecifikationen introduceras gradvis i avancerade processer och avancerade produktionslinjer, och blir en viktig riktning för nästa fas av utrustning och materialsamarbete. Samtidigt fortsätter 2-4 tums waferbåtar att spela en roll i forskningsplattformar och specifika processcenarier, såsom LED-substratbearbetning och processverifiering. Båtar av keramisk kiselkarbid kommer att visa större fördelar vad gäller stabilitet, storlekskontroll och waferkapacitet, vilket driver den kontinuerliga utvecklingen av relaterad keramisk materialteknologi.